涂料的概念与发展史

本文来源:创始人 创建时间:2022-11-03 08:50:03浏览量:0

  第一节涂料的概念

  涂料是高分子材料为主体,以有机溶,水或空气为分散介质的多种物质的混合物。该物质涂于物体表面,可形成一层致密,连续,均匀的薄膜,对基体具有保护,装饰或其他作用。由于早期的主要成膜物质是植物油或天然树脂漆。所以常把涂料作为油漆,现在合成树脂已大部分或全部取代了天然植物油或漆,所以现在统称为涂料。但在具体的涂料品种中有时还用漆字表示涂料,如调和漆,磁漆等。

  如果涂料中的高分子物质是有机物,侧这种涂料就叫有机涂料,同理,如涂料中的高分子材料是无机物,则把这种涂料称作为无机涂料,完全以有机溶剂为分散介质的涂料称为溶剂性涂料,完全或主要以水为分散介质的涂料叫做水性涂料。

  不含溶剂,即以空气分散介质的涂料称为粉末涂料。涂料中含有的可挥发性有机化合物的含量称为VOC。此价值越高,涂料施工过程中,对环境的污染就越严重,造成的资源浪费就越多。因此,涂料的VOC值是评价涂料对环境友好与否的重要指标。

  第二节涂料的发展

  涂料的应用历史悠久,我国使用生漆和桐油作为涂料至少有4000年以上的历史了。泰始皇墓的兵马俑已使用了彩色涂料,在马王推出土的汉代文物中也有精美的漆器。埃及也早就知道用阿拉伯胶,蛋白等来制备色漆,用于装饰,11世纪,在欧洲开始用麻油制备油清漆,到17世纪,含铅的油漆得到了较大发展,在1762年,在波士顿就开始使用石墨制漆,从此往后,工业制漆得到了快速发展,尽量涂料的应用与生产具有久远的历史,但在早期他只是以一种技艺的形式相传,没有进入科学的领域,这种方式沿袭至今,目前不少人还认为涂料是靠经验传授的工艺。另一方面,早期的涂料所用原料主要是天然的油和树脂,因此,涂料长期被叫做油漆。

  现在的涂料已经不是早期的油漆模样了,他已进入了科学的发展时代。涂料第一次和科学的结合,是以20世纪20年代杜邦公司开始使用硝基千维素作为喷漆为标准的。硝基千维素的出现,为汽车提供快干,耐久光泽好的涂料。到二十世纪三十年代,卡诺日斯(W.H.Carothes)和他的助手佛洛利(PJFlory)对高分子化学和高分子物理的研究,为高分子科学的发展祭定了基础,也为现代涂料的发展祭定了基础,此后涂料工业就和高分子科学的发展结合下了不解之缘。二十世纪三十年代出现了酵酸树脂,他后来发展成为涂料中最重要的品种之一,酵酸漆。第二次世界大战时,由于大力发展合成乳胶,为乳胶漆的发展括宽了道路。二十世纪四十年代,西巴(Ciba)化学公司等开发出了环氧树脂涂料,环氧树脂涂料的出现,使防腐浊涂料有了突破性的发展。二十世纪五十年代,聚丙希酸脂涂料出现并投入使用,聚丙希酸脂涂料具有优良的性质,如优越的耐久性和高光泽度。结合当时出现的静电喷涂技术,使汽车漆的发展又上了一个阶梯,列如,出现高品质的金属闪光漆,在二十世纪五十年代,福特汽车(FORd Motor)公司和格力登(Glidden)油漆公司发展了阳极电泳漆,以后PPG公司又发展了阴极电泳漆。电泳漆是一种底污染的水性漆而且他还进一步提高涂料防腐蚀的效果,为工业涂料的发展作出了巨大贡献。二十世纪六十年代,聚氧脂涂料得到迅速发展,他可以室温固化,而且性能特别优异,尽管他当时价格比较贵,但他仍受到广泛重视,是最有发展前途的现代涂料品种之一。粉末涂料是一种无溶剂涂料,他的制备方法更接近于塑料生产的方法。粉末涂料于二十年代五十年代开始研制,由于受到当时涂料技术的限制,一直到二十世纪七十年代才得到快速的发展。二十世纪八十年代涂料发的重要标志是杜邦公司发现基团转移聚合方法,基团转移聚合可以控制聚合物的相对分子质量大小相对分子质量分布,还可以控制聚物的组成,这种方法是制备高固体份涂料用的聚合物的理想聚合法。有人把基因转移聚合法认为是高分子化学发展的一个里程碑,但他却首先应用在涂料上,至此,涂料的发展已经和高分子科学的发展同步了。

  第三节涂料工业的特点

  1.产品应用广泛.品种繁多

  涂料是与国民经济和国防工业配套的重要工程材料。涂料行业是为各行业做匹配服务的行业。各行业的发展都需要使用涂料,所以涂料应用的十分广泛。正是因为涂料的用途繁多,而且不同用途的涂料又要求具有合适于各种用途的性质,还有配套的腻子,底漆,面漆还有罩面漆等因素,使得涂料品种非常多。目前有正式行业技术标准和牌号的涂料,已超过了千种,企业自己命名的牌号就更多了,品牌繁杂,品种众多是涂料工业的一个重要特点。

  2.涂料行业是知识密集型行业

  涂料工业是技术密集度较高的行业。在日本,把制造等等技术密集度定为100,把涂料工业定为279.由于涂料品种繁多,所用原材料种类也多,为了满足涂料的不同的用途,在原料的选择,产品配方设计,涂料产品性能检测,施工应用等方面都具有很高的技术含量。在涂料的生产与施工过程中,涉及的知识面很广,不仅要具有无机化学,有机化学,物理学,机械学,计算机等相关学科的知识,还要不断把最新的科学技术应用到行业中来,推动行业的发展,才能使涂料产品满足社会的需要。一种高性能涂料产品的开发与成功的应用,往往是多学科交叉的成果。

  3.涂料行业是加工工业性质的行业

  涂料所用的原材料包括树脂,颜料与填料,溶剂,助剂等,一般都是由专业生产厂生产。原材料的质量直接影响涂料产品质量,只要使用符合质量标准的原料,加上合理的配方,被涂物的生产工艺,就可生产出合格的涂料产品,涂料只是半成品,必须通过涂料施工后,在被涂物表面形成涂膜(漆膜)涂膜才是成品。但是涂料的施工应用工序是由用户具体来完成的,涂料生产商除了可以间接(或直接)指导施工外,再已无能为力。涂料的质量自然很重要,但最终所获得的涂膜好坏。涂料的施工过程与涂装的质量起着关键性的作用。所以有三分涂料,七分涂装,的说法。

  不论是从涂料质量对原材料的依赖性来看,还是从涂料质量的体现对施工质量的依赖性来看,都说明涂料工业是加工性质的行业,所以涂料产品的质量管理,生产工艺管理,都应从原料进厂时开始,严把质量关。同时涂料的质量管理也应延伸至涂装工艺管理,加强产品的售后服务和涂装施工指导,才能保证涂料的质量,使涂膜的性能得以完美的体现。

  4.投资少,见效快,但形成规模化经济比较困难

  涂料工业是国民经济的配套性产业,随着我国的国民经济的持续高速发展,也带动了我国涂料工业的发展。目前的涂料生产,大部分是间歇式生产,限制了企业的产量,同时,涂料的市场需求不断的扩大,这就使得涂料生产企业的数量急剧上升,在20世纪80年代初期,我国的改革开放刚刚开始,人们用一间简陋的房子,一口大锅,再加上一根搅棒,把几种材料混合均匀,就可生产涂料,就可兴办涂料企业,当然他们生产的涂料质量十分低劣。尽管当时涂料厂很多,但年产值多在1亿元(人民币)以下,进入二十一世纪以来,随着经济全球化的发展,特别是我国加入世界贸易组积后,国内涂料企业经受到前所未有的压力,石油资源的不断涨价,国民的环保意识,逐渐增强,许多环保标准,相继出台,安全标准卓渐加严,等等,使得许多设备落后,工艺落后,产品质量低劣,不符合环保标准,安全标准的企业,在强烈的市场竞争中逐渐退出市场,只有那些认识到涂料是知识密集,是多科学交叉的行业,注重产品质量和企业长远发展的企业,他们在保证产品质量的前提下,在科学研究,新产品开发方面等投入很大的人力,物力,才得以在激烈,残酷的市场竞争中生产下来,而且还使自己不断发展,壮大。但是随着国外跨国涂料公司不断进入中国市场。他们还面临着更加严峻的挑战。

涂料的概念与发展史

  5.新世纪的朝阳工业

  涂料工业与国民经济的配套性决定了传统的第一,第二,第三产业的发展都离不开涂料,新经济甚至是世界上初露端的知识经济的发展也离不开涂料。就连被联合国教科文组织确定为高科技的信息,生命,新能源与再生能源,环境,空间,海洋,新材料等科学技术,他们的发展也离不开涂料,而且还推动了特种功能性涂料的发展。面临环境保护对溶剂性涂料发展提出的新挑战,人们正在花大量的人力,物力开发高性能,底污染涂料品种,使涂料行业向水性涂料,粉末涂料方向发展,使涂料行业继续保持旺盛的发展生命力。业内专家预测,二十年后的涂料行业,应该是以水性涂料,粉末涂料等底污染涂料为主要产品的行业,有美好的发展前景,所以说涂料行业是新世纪的朝阳产业。

  第四节涂料化学

  尽管高分子科学是涂料科学最重要的基础,但单是高分子科学并不能使涂料成为一门独立的学科。涂料不仅需要有聚合物,还需要有各种有机,无机颜料及各种助剂和溶剂的配合,才能获得各种性能,为了制备出稳定,适合的涂料,使涂料获得最佳使用效果,还需要有光学,胶体化学,流变学等方面理论的指导,因此,涂料化学不是某一门科学能简单概括的。

  涂料科学是建立在高分子科学,有机化学,无机化学,胶体化学,表面化学和表面物理,流变学,力学,光学和颜色学,等学科基础上的新学科,正因为涂料科学涉及如此多的理论,长期以来还没有发展成为一门独立的科学。当然,涂料科学并不是各相关学的简单合并,而是以他们为基础建立起具有本身特点的独立学科,包括涂料的成膜理论,表面结构与性能,涂布工艺及各种分析测试手段和理论,以及各种施工应用方法的有关理论。

  为了使读者在接受这些知识时,不显得烦,感觉沉长,这里把以上涂料科学中所涉及的学科知识分成几本系列图书来介绍,他们分别是(涂料化学)(涂料生产工艺)(涂料分析与检测)(色与调色)(涂装工艺与设备)目的是便于读者更有针对性的理解和接受。