Farby i powłoki Rozpuszczalniki Monitorowanie powietrza Aplikacje

Rozpuszczalniki są jednym z trzech składników farb. Są to chemikalia na bazie ropy naftowej, które rozpuszczają pigment i środek wiążący do aplikacji. Większość farb na bazie emalii wykorzystuje łagodny rozpuszczalnik na bazie ropy naftowej z nośnikiem alkidowym i ma długi czas schnięcia i utwardzania. Z kolei farby na bazie lakieru wymagają silniejszych rozpuszczalników, aby przyspieszyć czas schnięcia. Najczęściej stosowanymi rozpuszczalnikami węglowodorów aromatycznych w farbach są benzen, toluen, mieszane ksyleny, etylobenzen (BTEX) i wysokoprężne węglowodory aromatyczne; węglowodory alifatyczne obejmują heksany, heptan, benzynę VM&P.

Czytaj więcej o

• Rozpuszczalniki węglowodorów aromatycznych
• Rozpuszczalniki węglowodorów alifatycznych
• Rozpuszczalniki tlenowe (rozpuszczalniki aktywne)
• Powiązane produkty

Środki do pobierania próbek powietrza według metody regulacyjnej

Metoda	Zanieczyszczenia będące przedmiotem zainteresowania	Środki do pobierania próbek
OSHA
OSHA 7	Organic Vapors	Rurka sorbentu - węgiel kokosowy; ORBO-32S (20267-U) Pasywne pobieranie próbek - Radiello BTEX/VOCs - (RAD130)/(RAD145)
OSHA 12	Benzene	Sorbent Tube - Coconut Charcoal; ORBO-32S (20267-U)
OSHA 16	Keton metylowo-etylowy (MEK)	Sorbent Tube - Silica Gel; ORBO-52.Żel krzemionkowy; ORBO-52S (20229)
OSHA 48	Petroleum Distillate Fractions (PDF)	Sorbent Tube - Węgiel kokosowy; ORBO-32S (20267-U)
OSHA 69	Aceton	Sorbent Tube - Carbosieve S3; ORBO-91 Pasywne pobieranie próbek - Radiello BTEX/VOCs - (RAD130)
OSHA 84	Keton metylowo-etylowy (MEK)	Sorbent Tube - Carbosieve S3; ORBO-91
OSHA 1002	Xylenes / Ethylbenzene	Rurka sorbentu - węgiel kokosowy; ORBO-32S (20267-U) Pasywne pobieranie próbek - Radiello BTEX/VOCs- (RAD130/RAD145)
OSHA 1004	Metyloetyloketon (MEK); hekson	Passive Sampling-Radiello BTEX/VOCs-(RAD130)
NIOSH
NIOSH 1003	Hydrocarbons, halogenated	Sorbent Tube - Węgiel kokosowy; ORBO-32S (20267-U)
NIOSH 1501	Węglowodory aromatyczne	Przewód pochłaniający - Węgiel kokosowy; ORBO-32S (20267-U) Pasywne pobieranie próbek-Radiello BTEX/VOCs-(RAD130)
ASTM
ASTM D3686	Organic Vapors	Rurka sorbentu - węgiel kokosowy; ORBO-32S (20267-U) Pasywne pobieranie próbek - Radiello BTEX/VOCs- (RAD130)
ASTM D6196	Lotne związki organiczne (LZO)	Thermal Desorption Tubes Passive Sampling-Radiello BTEX/VOCs-(RAD145)

Rozpuszczalniki węglowodorów aromatycznych

Rozpuszczalniki węglowodorów aromatycznych mają strukturę pierścienia benzenowego. Rozpuszczalniki te są produkowane w rafinacji ropy naftowej przemyśle z destylacji ropy naftowej i innych procesów konwersji chemicznej, takich jak katalityczne uwodornianie i alkilowanie. Rozpuszczalniki te nadają silniejsze zapachy i mają wyższe współczynniki rozpuszczalności niż alifatyczne rozpuszczalniki węglowodorowe.

Wspólne aromatyczne rozpuszczalniki węglowodorowe stosowane w farbach i powłokach to benzen, toluen, etylobenzen, mieszane ksyleny (BTEX) i aromatyczne nafta o wysokiej szybkości zapłonu. Dodatkowe informacje można znaleźć w naszym Przewodniku LZO w przemyśle petrochemicznym .Rozpuszczalniki aromatyczne są również szeroko stosowane w farbach drukarskich, pestycydach, środkach owadobójczych i chemikaliach rolniczych.

Krótkotrwałe narażenie na te rozpuszczalniki w wyniku wdychania może powodować podrażnienie górnych dróg oddechowych i oczu, a także zawroty głowy, zmęczenie i bóle głowy. Długotrwałe skutki mogą powodować zaburzenia krwi (benzen); wpływ na układ sercowo-naczyniowy i nerki, utratę przytomności, zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego (ksylen). Benzen jest sklasyfikowany jako czynnik rakotwórczy dla ludzi.

Referencje

• ASTDR - Etylobenzen (PDF)
• NIOSH Topic - Rozpuszczalniki organiczne
• ASTM - Volume 06.04 March 2009: Farba, Rozpuszczalniki, Węglowodory aromatyczne (lista norm) (PDF)

Alifatyczne rozpuszczalniki węglowodorowe

Alifatyczne rozpuszczalniki węglowodorowe nie zawierają pierścienia benzenowego. Są to mieszaniny nasyconych, długich łańcuchów prostych (normalna parafina) lub rozgałęzionych (izoparafina) lub cyklicznych parafin. Rozpuszczalniki te są wytwarzane przez destylację ropy naftowej przez frakcję o odpowiednim zakresie temperatury wrzenia, a następnie są poddawane obróbce w celu poprawy koloru i zapachu.

Krótkotrwałe narażenie na te rozpuszczalniki może powodować zawroty głowy, zawroty głowy, nudności i bóle głowy, podrażnienie skóry i oczu oraz euforię, czasami prowadzącą do utraty przytomności. Długotrwałe skutki obejmują osłabienie mięśni, niewyraźne widzenie, bóle głowy, zmęczenie, drętwienie, uszkodzenie płuc i skóry oraz zaburzenia neurologiczne.

Oprócz zastosowania jako rozpuszczalniki lub rozcieńczalniki w farbach i rozcieńczalnikach, są one szeroko stosowane w ekstrakcji oleju, odtłuszczaniu, produkcji gumy oraz jako nośniki aerozoli i środków dezynfekujących. Benzyna i nafta są przykładami alifatycznych rozpuszczalników węglowodorowych.

Wspólne alifatyczne rozpuszczalniki węglowodorowe stosowane w farbach i powłokach to alkohole mineralne, heksany, heptany i VM & P Naphthas.

Limity ekspozycji

Agencja	Limit narażenia
Spirytus mineralny (Stoddard Solvent, Petroleum Solvent, VM & P Naphtha)
OSHA (PEL)	dla przemysłu ogólnego: 2900 ppm; 500 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu budowlanego: 1150 ppm; 200 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu morskiego: 1150 ppm; 200 mg/m³ ppm TWA
ACGIH (TLV)	50 ppm, 525 mg/m³ TWA; 100 ppm
NIOSH (REL)	350 mg/m³ TWA, 1800 mg/m³ Ceiling (15 min)
NIOSH (IDHL)	20 000 mg/m³
(TWA=średnia ważona czasem; TLV=progowa wartość graniczna; PEL=Personal Exposure Limit, REL=Recommended Exposure Limit; IDHL=Immediately Dangerous to Life and Health concentration)

Rozpuszczalniki natlenione (rozpuszczalniki aktywne)

Rozpuszczalniki natlenione to związki syntetyczne zawierające tlen. Rozpuszczalniki te są głównie stosowane jako aktywne rozpuszczalniki dla większości żywic syntetycznych ze względu na ich silną rozpuszczalność. Rozpuszczają żywice i folie; zmniejszają lepkość farb, lakierów i lakierów do aplikacji. Cztery najczęściej stosowane w tej kategorii to: ketony, estry, etery glikolowe i alkohole.

Ketony
Ketony są powszechnie syntetyzowane w wyniku utleniania węglowodorów. Ketony zawierają grupę karbonylową związaną z dwoma innymi atomami węgla lub grupą alkilową. Mają bardzo silną rozpuszczalność, szeroki zakres szybkości parowania, a także bardzo wyraźny, silny zapach. Powszechnie stosowanymi ketonami w farbach i powłokach są: aceton, keton metylowo-etylowy (MEK), keton metylowo-izobutylowy (MIBK) i izoforon.

Inne zastosowania ketonów: Aceton i MEK są składnikami mieszanin rozpuszczalników w neoprenie, kauczuku nitrylowym i uretanowych klejach przemysłowych. Aceton jest szeroko stosowany w przemyśle farmaceutycznym do ekstrakcji kompleksów witaminy B, alkaloidów, enzymów i antybiotyków. MEK i MIBK są używane do odparafinowania olejów, a także do wspomagania ekstrakcji i oczyszczania antybiotyków; produkcji proszków bezdymnych, atramentów, zastosowań odtłuszczających, perfum, płynów czyszczących, przeciwutleniaczy i innych.

Limity ekspozycji

Agencja	Limit narażenia
Aceton
OSHA (PEL)	dla przemysłu ogólnego: 1000 ppm; 2400 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu budowlanego: 1000 ppm; 2400 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu morskiego: 1000 ppm; 2400 mg/m³ ppm TWA
ACGIH (TLV)	500 ppm, 1187 mg/m³ TWA; 750 ppm, 1780 mg/m³ STEL; Załącznik A4 - Nieklasyfikowany jako rakotwórczy dla ludzi
NIOSH (REL)	250 ppm; 590 mg/m³ ppm TWA
NIOSH (IDHL)	2500 ppm
Keton metylowo-etylowy (MEK)
OSHA (PEL)	dla przemysłu ogólnego:200 ppm; 590 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu budowlanego: 200 ppm; 590 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu morskiego: 200 ppm; 590 mg/m³ ppm TWA
ACGIH (TLV)	200 ppm, 590 mg/m³ TWA; 300 ppm, 885 mg/m³ STEL; BEI (TLV wymienione pod ketonem metylowo-etylowym (MEK))
NIOSH (REL)	200 ppm, 590 mg/m³ TWA; 300 ppm, 885 mg/m³ STEL
NIOSH (IDHL)	3000 ppm
Hekson (MIBK)
OSHA (PEL)	dla przemysłu ogólnego: 100 ppm; 410 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu budowlanego: 100 ppm; 410 mg/m³ ppm TWA dla przemysłu morskiego: 100 ppm; 410 mg/m³ ppm TWA
ACGIH (TLV)	50 ppm, 205 mg/m³ TWA; 75 ppm, 307 mg/m³ STEL
NIOSH (REL)	50 ppm, 205 mg/m³ TWA; 75 ppm, 300 mg/m³ STEL
NIOSH (IDHL)	500 ppm
(TWA=średnia ważona w czasie; TLV=progowa wartość graniczna; PEL=Personal Exposure Limit, REL=Recommended Exposure Limit; IDHL=Immediately Dangerous to Life and Health concentration)

Estry

Estry są zwykle pochodnymi kwasów nieorganicznych lub kwasów organicznych, w których co najmniej jedna grupa hydroksylowa (-OH) jest zastąpiona grupą alkilową (alkoksylową), a najczęściej kwasów karboksylowych i alkoholi. Estry jako rozpuszczalniki to octany i propioniany alkilowe oraz octany eterów glikolowych. Ich lotność jest równoważna ketonom. Mają silną rozpuszczalność, ale generalnie słabszą niż ketony o tej samej lotności.

Etery glikolowe

Etery glikolowe, powszechnie znane jako Cellusolve^® to grupa rozpuszczalników opartych na eterach alkilowych glikolu etylenowego i zazwyczaj mają zarówno funkcjonalność eteru, jak i alkoholu. Związki te były szeroko stosowane w powłokach, dopóki nie pojawiły się obawy dotyczące ich zagrożeń dla bezpieczeństwa. W wielu zastosowaniach są one zastępowane eterami glikolu propylenowego. Związki te mają silną rozpuszczalność w połączeniu z powolnym tempem parowania.

Referencje

• Methyl Cellosolve Safety (PDF)

Alkohole najczęściej stosowane w farbach i powłokach to alkohol butylowy i alkohol etylowy. Alkohole mają niską toksyczność i mogą rozpuszczać związki niepolarne i są stosowane w farbach i powłokach w celu przyspieszenia czasu schnięcia lub rozrzedzenia lepkości farby.

Zastosowania

• .Lotne związki organiczne wg US EPA TO-17
• Industrial Solvents on GC Capillary Column Equity-1701 (PDF)
• Rozpuszczalniki przemysłowe na kolumnie kapilarnej GC SUPELCOWAX 10 (PDF)