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一、術(shù)語和定義

 

十二碳醇酯是以異丁醛為原料經(jīng)催化反應(yīng)制得的工業(yè)用十二碳醇酯。該產(chǎn)品是異丁酸1-羥基-2,2,4-三甲基-3-戊酯和異丁酸3-羥基-2,2,4-三甲基-1-戊酯的混合物。

 

十二碳醇酯是一種成膜助劑，亦稱醇酯十二/C-12，作為高沸點（大于250 ℃）成膜助劑，C-12能顯著降低乳液的最低成膜溫度（MFT）。其分子結(jié)構(gòu)含長鏈烷基，可深入滲透聚合物粒子內(nèi)部，軟化乳液粒子并促進其融合，形成連續(xù)致密漆膜。相比乙二醇醚類低沸點助劑，同等成膜效果下C-12添加量能減少15%~20%，直接降低配方成本。尤其在低溫施工環(huán)境（5~10 ℃）中，能有效避免漆膜龜裂，保障工業(yè)涂裝的季節(jié)性適應(yīng)能力。

 

二、相關(guān)標準

 

HG/T 5801-2021《工業(yè)用十二碳醇酯》

該標準于2021年3月5日發(fā)布，于2021年7月1日實施，規(guī)定了工業(yè)用C-12的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存等。

 

 

HG/T 5801-2021中規(guī)定的工業(yè)用C-12技術(shù)指標

 

HG/T 5801-2021中的C-12含量測定的典型色譜圖

 

三、C-12在乳膠類涂料中的應(yīng)用

 

C-12是乳膠類聚合物的強溶劑，且水解穩(wěn)定性非常好，聚結(jié)性能高，適用范圍廣，但其主要功效是用于乳膠漆的成膜。其功能主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 降低乳膠漆的MFT

C-12有突出的溶劑作用，即具有極強的聚結(jié)能力。在使用少量的情況下，可以有效地降低乳膠漆的MFT，對于高玻璃化溫度類聚合物乳膠漆，可以擴大其適用環(huán)境溫度的范圍。

 

2. 促進乳膠漆成膜

C-12與其它成膜助劑相比，水溶性小，且容易被乳膠離子吸收，可以直接接觸，更易于對膠粒的溶脹；它的揮發(fā)速度低，成膜前保留在乳膠漆涂層中，溶劑作用不會受到水的揮發(fā)影響，成膜的連續(xù)性好；而其又具有適宜的揮發(fā)度，在乳膠漆成膜后短時間內(nèi)完全揮發(fā)掉，不會影響乳膠漆配方設(shè)計所預(yù)期的硬度和光澤。

 

3. 改善乳膠漆漆膜性能

由于其成膜溫度低，且具有溶劑的作用，用C-12做成膜助劑的乳膠漆，乳膠粒子成膜時結(jié)合更加緊密、連續(xù)，能形成平滑均勻的漆膜，具有優(yōu)異的流平性和抗流掛性。

 

加入了C-12的乳膠漆在惡劣的溫度和濕度條件下形成的漆膜良好，改善了樹脂顆粒之間的聚結(jié)，從而降低了涂層對水蒸氣的透過性；涂層干燥后收縮引起的基料樹脂之間的應(yīng)力松弛改善了涂層對底材的附著性，從而使膠粒更加緊密地結(jié)合；涂膜的機械強度有所提高，使涂膜能夠抗斷裂和抗完全剝離，進一步增強其耐候性和耐洗刷性。

 

C-12還具有改善乳膠漆中顏料穩(wěn)定性和均勻性的作用，使?jié)衲ぞ哂芯鶆蛞恢碌牡纳珴?，不易龜裂，展色性好?/span>

 

4. 制漆穩(wěn)定性

經(jīng)實驗證明，對于包括高pH值丙烯酸漆在內(nèi)的乳膠漆而言，C-12作為成膜助劑，對涂料貯存穩(wěn)定性沒有不良影響，具有制漆貯存穩(wěn)定性；在常規(guī)用量時，還具有良好的凍融穩(wěn)定性；由于其水解性很穩(wěn)定、幾乎不受乳膠漆中堿性的影響，因此具有制漆pH穩(wěn)定性能。

 

四、C-12在其他涂料領(lǐng)域的應(yīng)用

 

1. 增稠施工效果好

C-12在乳液體系中發(fā)生選擇性溶脹，進入乳膠粒子核層，增大粒子體積，通過“體積排斥效應(yīng)”提升體系黏度；在立面噴涂抗流掛性，同時通過“剪切變稀特性”維持霧化效果。

 

2. 耐水性

C-12能促進聚合物分子鏈擴散交融，減少膜內(nèi)微孔通道，降低水分滲透率；并且酯鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在環(huán)氧底漆中添加2%的C-12可延長耐水時間。

 

3. 抑泡性

C-12能降低體系動態(tài)表面張力（降至30~35 mN/m），減弱泡沫生成驅(qū)動力，特別適用于高壓無氣噴涂等高剪切施工；與有機硅消泡劑復(fù)用時，其疏水性能加速氣泡壁排液，縮短泡沫破裂時間50%以上。

 

4. 高沸點

C-12沸點高達約260 ℃，能在烘烤型工業(yè)漆中緩慢釋放，避免閃蒸過快導(dǎo)致漆膜痱子。

 

5. 作為增塑劑

C-12的雙酯是聚氯乙烯類的主要增塑劑之一，主要用于改進樹脂的低溫性能，具有低溫耐沖擊性能好、黏度性能好、塑化效率高等特點。

 

6. 在電泳漆中的應(yīng)用

C-12通過增塑、溶劑替代及優(yōu)化成膜過程，能提升電泳漆的環(huán)保性、施工性和涂膜質(zhì)量，是現(xiàn)代電泳漆配方中的重要成分之一。

(1) 增塑作用：C-12作為易消失的增塑劑，能夠促進高分子化合物的塑性流動和彈性變形，改善聚結(jié)性能，從而提升電泳漆的施工性能和涂膜穩(wěn)定性。

(2) 溶劑替代：傳統(tǒng)乙二醇丁醚因生殖毒性問題被禁用，C-12作為醚醇類高聚物的強溶劑替代品，符合環(huán)保要求并保障施工安全。

(3) 成膜助劑：C-12在電泳漆中作為成膜助劑使用，可改善乳液成膜機理，幫助涂料在較低環(huán)境溫度下成膜。成膜后其揮發(fā)特性不會影響涂膜最終性能。

 

五、C-12使用的缺點

 

1. 溫度依賴性

低溫環(huán)境下，C-12可能變黏稠，影響涂布均勻性；高溫環(huán)境下，其流動性增強，易導(dǎo)致薄膜過薄或形成缺陷。

 

2. 環(huán)境適應(yīng)性不足

高濕度環(huán)境可能使C-12吸水，引發(fā)起泡或薄膜不完整；低濕度環(huán)境則可能使其過于干燥，難以形成均勻膜層。

 

3. pH值敏感

過酸環(huán)境可能引發(fā)水解或降解，降低薄膜穩(wěn)定性；過堿環(huán)境則可能導(dǎo)致膠凝或沉淀，影響使用效果。

 

4. 添加量受限

C-12添加到乳膠漆中時，添加量需嚴格控制在乳膠漆量的3%~10%之間，超過12%可能影響涂料性能，導(dǎo)致成膜不均勻或穩(wěn)定性下降。

 

5. 潛在健康風險

盡管C-12毒性低，但過量使用或不當操作可能刺激皮膚或呼吸道，需嚴格遵循安全規(guī)范。

 

六、C-12的發(fā)展趨勢

 

在VOC管控日趨嚴格的前提下，涂料（尤其是建筑涂料）的成膜助劑有向高沸點發(fā)展的趨勢，這一點值得關(guān)注。一些企業(yè)的建筑涂料產(chǎn)品在配方設(shè)計時，為了規(guī)避VOC含量的管控，會有意加入一些高沸點的溶劑，即SVOC（半揮發(fā)性有機化合物），從而市場上出現(xiàn)很多所謂的“零VOC”產(chǎn)品，實際上危害更大。這些SVOC的沸點更高，揮發(fā)更慢，飽和蒸氣壓較低，在環(huán)境中較穩(wěn)定，不易降解，在室內(nèi)環(huán)境中可存在數(shù)年甚至更長時間，嚴重危害消費者的身體健康。

 

為了應(yīng)對所謂的“病態(tài)住宅問題”，2017年5月，日本厚生勞動省就宣布了一項涉及室內(nèi)空氣污染的修正案，在原先控制的13種化學品上增加了3種揮發(fā)性有機化合物：異辛醇、醇酯十二、醇酯十六，并對鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二辛酯的限值指標進行加嚴，其中醇酯十二、醇酯十六、鄰苯二甲酸二丁酯及鄰苯二甲酸二辛酯均為SVOC（以250 ℃沸點為界劃分）。在我國，GB 30981.1-2025《涂料中有害物質(zhì)限量 第1部分：建筑涂料》及GB 30981.2-2025《涂料中有害物質(zhì)限量 第2部分：工業(yè)涂料》均對SVOC提出了限制要求，C-12的生產(chǎn)將會受到一定的限制。

 

因此，雖然C-12具備前文所述的多種功能優(yōu)勢，但控制SVOC畢竟已成為各國的業(yè)內(nèi)共識，故C-12的使用也勢必經(jīng)歷規(guī)范化的管理。廣大從業(yè)人員在科學應(yīng)用C-12改善涂料配方的同時，也要嚴格遵守相關(guān)規(guī)范。