一、术语和定义
甲苯(toluene),是一种有机化合物,化学式为C7H8,是一种无色、有苯样气味的易挥发液体,属芳香族碳氢化合物,有强折光性。分子量92.14。熔点-95 ℃,沸点110.6 ℃,自燃点633 ℃,密度0.866 g/mL,开口状态下闪点7 ℃,黏度(20 ℃)为0.00058 Pa·s。与甲醇、乙醇、氯仿、丙酮、冰醋酸以及苯等多种有机溶剂相互溶解,有时可能含有微量的相同沸程的脂肪烃。极微溶于水。易燃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,混合物的体积浓度在较低范围时即可发生爆炸。低毒,高浓度气体有麻醉性,有刺激性。
甲苯是重要的化工原料,可用于制造喷漆、炸药、农药、苯甲酸、染料、合成树脂及涤纶等。甲苯也可用作溶剂,同时它也是汽油的组分之一。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,甲苯在3类致癌物清单中。
二、相关标准
GB/T 3406-2010《石油甲苯》(即将被GB/T 3406-2025替代)
GB/T 2284-2009《焦化甲苯》
GB/T 3406-2010修改采用ASTM D5606-2001(2006)《用于生产甲苯二异氰酸酯的甲苯规格》。GB/T 3406-2010规定了石油甲苯的产品分类、要求和试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和安全,适用于用作化工原料和溶剂的石油甲苯。该标准将于明年被GB/T 3406-2025替代。
GB/T 3406-2010中规定的甲苯技术要求和试验方法
三、甲苯在涂料中的应用
甲苯在涂料工业中具有多种重要用途,主要基于其溶解性和挥发性特性,以下是其关键应用领域及特点:
1. 作为稀释剂
甲苯是硝基纤维素涂料(如硝基漆)的常用稀释剂,因其能有效溶解硝基纤维素并调节涂料黏度。但由于其挥发速度较快(约为二甲苯的3倍),通常需与其他溶剂(如醋酸丁酯、丙酮等)混合使用,以平衡挥发速率和施工性能。
2. 混合溶剂的关键组分
在乙烯类涂料和氯化橡胶涂料中,甲苯常作为混合溶剂的组成部分。它能溶解除氯乙烯外的其他乙烯树脂、醇酸树脂及干性油,并通过与甲醇或乙醇的混合增强对醋酸纤维素的溶解能力。
3. 苯的替代品
由于苯的剧毒性,甲苯在部分应用中作为苯的替代溶剂,尽管其自身也有一定毒性,但相对较低。甲苯的溶解力与苯相近,能溶解松香、丙烯酸树脂等合成树脂,适用于硝基漆和部分合成树脂涂料。
4. 应用于工业涂料中
甲苯因其快速挥发的特性,特别适用于需要快速干燥的涂料体系,如工业喷涂和修补漆。但其单独使用较少,更多与二甲苯等溶剂复配,以优化涂料的流平性和干燥速度。
5. 局限性
甲苯的快速挥发可能导致涂膜易出现橘皮或流挂问题,因此在高品质涂料中更倾向于使用挥发速度适中的二甲苯。此外,甲苯的毒性(如对神经系统的刺激)也限制了其在环保型涂料中的使用。
四、甲苯的毒性
1. 毒性阈值
甲苯的急性毒性较低,大鼠经口LD50为5500 mg/kg,LC50为17020 mg/m³,小鼠经口LD50为8000 mg/kg,LC50为25900 mg/m³,除非事故等原因,一般不引起人的急性中毒。但是长期低浓度接触甲苯可致人的神经行为功能发生改变,当血液中甲苯浓度达到1250 mg/m³时,接触者的短期记忆能力、注意力持久性以及感觉运动速度均显著降低。嗅觉阀浓度为140 mg/m³。
2.中毒表现
甲苯对皮肤和黏膜刺激性大,对神经系统作用比苯强,位列世界卫生组织国际癌症研究机构公布的3类致癌物清单中。但甲苯能被氧化成苯甲酸,与甘氨酸生成马尿酸,能从尿中排出,故对血液并无毒害。空气中最高容许浓度:100 mg/m³。此外,幼儿比成年人更容易遭受苯系物的危害。
3. 急性或亚急性毒性作用
当误食甲苯首先会觉得恶心、腹痛,紧接着出现呕吐、腹泻等症状;另外甲苯对于中枢神经有先兴奋后抑制的作用,所以少量时,人体会出现像喝醉酒一样茫茫的现象、头晕,同时心跳加快、兴奋,接着知觉迟钝、注意力无法集中、视觉模糊、步态不稳、运动失调、讲话不清,严重时会有麻醉感、昏迷,抽筋,甚至死亡。
4. 慢性 毒性作用
慢性甲苯中毒在临床上有神经、脏器、生殖等系统的综合症状。
神经系统:主要表现为头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊,昏迷、乏力、睡眠障碍、记忆力减退等神经衰弱综合征的症状。除了有上述症状外,长期接触的人还会出现各种幻觉,常见的是视幻觉及听幻觉,也会有脱离现实感,并有飘浮在空中,或在游泳的感觉,因此长期吸食会失去自我控制能力,而容易导致一些暴力危险行为,故有人将它归属幻觉剂。此外,在高浓度下,甲苯会造成神经麻痹现象。慢性的中毒,还会造成周边神经病变,如手脚麻痹无力和中枢神经系统病变,如智能减低、小脑平衡功能异常。
身体脏器:高浓度下,甲苯会对心脏、肾脏等器官产生急性毒害,如:心律不齐、肾小管病变、体内酸碱及电解质失调,严重者可能骤然死亡。慢性的毒害会引起心肌病变、肾间质病变、肾衰竭及再生不良性贫血等永久性伤害。
生殖系统:长期接触甲苯的孕妇,妊娠高血压综合征、妊娠呕吐及妊娠贫血等并发症的发病率显著增高,医学专家统计发现接触甲苯的实验室工作人员的自然流产率明显高于普通人。男性可引起精子数目减少、不孕。
致癌性:各种体外实验表明,甲苯不具有遗传毒性。体内实验研究的结果也不能证实甲苯的遗传毒性。大鼠和小鼠的吸入实验未能发现甲苯致癌的证据。IARC鉴于甲苯对实验动物和人致癌性的资料尚不充分,将其归为第3组致癌物。
五、甲苯的其他危险性
环境危害:易挥发,对环境有严重危害,对空气、水环境及水源可造成污染。
燃爆危险:易燃,具刺激性。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。流速过快,容易产生和积聚静电。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方。
综上,甲苯在涂料中主要用于稀释和溶解树脂,但其应用需结合其他溶剂以平衡性能与安全性。
来源:涂料工业
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