涂料科学应该得到足够的重视??“涂料科学基本理论”概述

　　流变性涂料的成膜与固化。

　　涂料专家，1987年美国化学会奖获得者，况81在十年前发的篇文章的；涂料技术我们为什么得不到足够的尊重十年前认1的文尕写出了涂料科技人员默默奉献的心情，其大意是，许多年来，涂料，业中的研究工作和技术工作如同传教士和修道士质上带来多么人的成功。他又感慨地写道，尽管现在涂料丁业中高技术的价值经明确的迮立起来了尽管涂料产品己经给社会创造了难以计算的巨大价值尽管涂，工业产生的科学含呈越来越高，但是，我们仍无法赢得其他工业界同辈们的尊此在分折原因后指出从有历史纪载以来就斯余料，但肓至说近，油漆生产仍波认为是门手艺3而不是l4notasri印涂料牛产从作坊式转变为现代工业还是近十年的事，但他还是满怀信心地写道，如你能注视1下当今涂料技术中的前沿性的科学研，工作，就会发现是综合了多门学科，包括聚合物化学有机化学无机化学分析化学电化学面与胶体化学流变学色彩物理学化学工程蚀粘接材料科学。微生物学光化学和物理学。而且，有潜力要把涂料工业变成美国顶尖研究生*令人激动和吸引力的产业之我们可以认为。到厂十牢代。涂料技术经发展成为门科学，1988年美国5，山1把。1吣，火学谓的教授发了篇为涂料科学技术的*新进展浪人，少8.广2他也同样写道，油漆制造足人类*占老门应目技术，而现仵。生产的涂料己是无处不在和人皆知之，可是，顾客只是欣赏涂料赋予的保护和美丽，并没有感觉到涂料本身在。有些化学家看不到涂料的复杂性和对化学学科为认为涂料技术通过多的努力。如1.人取得的成就，已经成为蝌7这里。我们应该值得提到，就在那个年代出版了代。衣涂料科学理论的儿木著作，有，198550.0.31卅和入31如的有机涂料科学87，1986.从这里可以看出，通过六十十年代诸多涂料专家和科学家的贡献，以及涂料工业的发展和对社会的贡献。涂料技术经成为门科学。这些涂料专家和科学家中，我们可以列举几位，如有831.公司的3她，0，界化学公司那么今无涂料科学得不到足够的重视是不是反映了我国涂料界的当前情况。

　　木文片不想大回答涂料科学为什么得+到足够讨论和回答，本文只想概述下有关涂料科学的基本理论，企求对我国涂料界在重视涂料科学理论上笔者认为，涂料科学的基本理论应包含以下内，涂料用树脂聚合物的分子设计与合成；颜料在聚合物溶液或分散体中的分散性与稳定性；涂料配方原理及其评价方法；涂料流动与流变性质；涂料的成膜与固化。下面分别简述其内容要点；1涂料用树脂聚合物的分子设计与合成火家知道，尽管能用于涂料的树脂有似衫。有天然的和合成的聚合物，但以下几种合成树脂占据了90以上有醇酸树脂，氨基树脂，酚醛树脂，环氧树脂，有机硅树脂，丙烯酸树脂和聚氨酯树脂。这些树脂在涂料中作为主要成膜物质时，在形态主要，以几种，有机溶剂溶液体系。有机溶剂能溶解聚合物，足均相体系，在热乃7是15.定的。

　　水涪液体系。聚介物通过成盐的办法，使焯成为离子聚合物，能溶于水中，还可以加入定量相体系非水分散体系。连续相为非水的有机溶剂，般为非芳烃类如烷烃醇类等，低毒性低气味的有机溶剂，聚。物仍助于两亲性即。头亲溶剂。而另头亲聚合物的特殊衣血活性剂，或聚合物经改性后，以分散体形式存在。

　　粉末体系，体微粉状聚合物。

　　原则上说。几乎所有的树脂都能制成这些形态，但当同种树脂制成不同形态时，其分子结构分子量大小溶剂及助剂的种类和组成合成方法等都有很大的不同。其中几类是常用的，如溶剂型涂料第类。乳胶漆第类，电泳漆第类。粉求涂料第类。第类和第类主要是开发水性涂料和高固分涂料而发展起来的比较新的类型，是当前涂料的发展方向之。当然5每种形态根据不同的应用和各自的优缺点都有很人的发城空间。从原料到工艺不断的改进和创新是*重要的这方面在理论上和技术上件年国内外都有大量的专利文献报道。其中很多站在科学的前发衣篇为朝着尤洛剂液体涂料经作具有重要意义的汗创性。丁作。还有1996年发的欧共体的研究项目自分层涂料的研究结果4，无论在理论上还是在技术上都是非常前沿2颜料的分散性与稳定性无论是何种树脂体系当加入颜料指常用的无机颜料后，都成了分散体，是热力学上的不稳定体系。由于颜料的密度远远大于树脂溶液，在重力作用下，下沉是不可避免的。颜料可以粉碎得很稂但是布朗运动仲颜料粒子碰撩发生絮凝而下沉，因此，颜料的面处理和颜料分散剂的分子设计是关键。在不同的树脂体系中，所用的颜料分散齐！是十分专的，有很多专利报道，如开发了种新型的锚合型分散剂。由于颜料结构复杂，品种繁多，在不同的涂料体系中分散与稳定的理论是很复杂的，只有进行必要的理论性实验研究，才有可能开发出性能优良的颜料分散剂和得到均匀稳定的涂抖。

　　3涂料配方原理及其评价方法对于种成功的涂料，其技术要求是很高的，因为厚度为几个微米至几十微米的漆膜，要满足来自各方面不同耍求的指标多达几十项从技术上看，主要有方面技米即涂料配方技术和涂料生产工艺与设备，可以这样说。只要掌掘这方面技术就可以生产涂料产品。但是，要提高涂料性能与质咕。开发新品种，这是远远不够的。这里只涉及涂料配方问，要得到个性能非常好的配方，要作大量的实验，因此，重要的点是要在定的理论指导朽射配方设汁长期来涂料配方是采用颜粘比质量比。由于不同颜料间的密度相差很远，而且涂料涂布于底材6成膜。颜料在漆股中占居的是其体枳而不圮密度，因此用颜粘比来制定配方与评价种涂料是不科学的。约在六十年代，提出了颜料体积浓度CTVCh15H44tSCIVCH大量的实验明，漆膜的很多性能，如密度强度。腐蚀性光泽性遮盖力及淳透性在处发生突变。报据不1的应用，可以设计，01如肽漆。墙涂抖；或如面漆的配方。由于配方制定的试验工作量很大，己发展微机的配方设计。因为漆膜的性能指标很多，而且有些性能是相互制约的，如何综合各方面性能，比较快的得到*佳配方，国外提出蛛网81也，1也技水。根据蛛网的而积来评价涂料的综合性能5，此法比较方便和实用。

　　1538和仙在1993年提出涂料与徐料体糸级合性能评价方法戍，forKvaluatingtheTotalI；iforni；mceofCoatingsand，1出早51.简称丁，法1.可以很金面的反映涂料的性能，从而指导涂料的配方设计。

　　然而，涂料的组成是十分复杂的，要找出组成与性能之间关系的规律，还有很多的研究工作要做，4涂料流动与流变性质涂料都是流体即使是粉末涂料，在生产和成膜过程中也涉及到熔体的流动与流变，这里仅考虑液体涂料对于任何流沭体系的粘度是流体的基本，性。涂料的流动和流变性就是研究涂料的组成与粘度的关系在+同的剪切速率1的粘度变化；温度对涂料粘度的影响以及树脂的结构对体系粘度的影响等内容其研究结采可指导涂料的生产拧制，颜料的稳定性以及涂料储存稳定性，涂料的开罐效果和流动性。涂料的流性与流，涂料的施工要求刷涂喷涂辊涂等以及涂料的配方设计等，因此，国外对涂料流变性的研究是十分重视的。

　　举例来说，涂料能否得到平整的漆膜，流平性是关键。影响流平性的关键是能控制涂料粘度的助剂，即涂料流变改进剂。育增稠剂增粘剂触变剂流平剂防流挂剂等占据了涂料助剂的相当比例，可其重要性。

　　由于涂料体系相当复杂，能影响涂料粘度的因素很多，国外涂料科学家己作了深入研究，特别是低剪切速率下的粘度变化和涂料屈服值的测定，因为这是影响涂料流生的*主要流体特性，先进的流变仪己用广，料的研究在这方面尚有许多课需要进步研宄，这将大大改善涂料的施工应用性能= 5涂料的成膜与固化为了满足漆膜对底材有极好的外观附着力朝性强度以及保护性，要求涂料具有很好的成膜性和充分的固化同时要满足干燥时间的要求。根据不同的制品，固化速度有时是十分苛刻的，有的制品须在十几秒钟至几十秒钟固化，往往成为涂料涂装*终成败的义键。

　　影响涂料的成膜性与固化情况的因素有很多，特别是树脂的结构，固化剂的结构与用量，溶剂的组成与蒸发速率，成膜助剂的种类和用量等有密切此对其交联度和交联结构的征是比较困难的，当前先进的测试仪器如遂道显微镜面能谱等己用于研允漆膜的固化结构涂料往往是多种树脂的相互化学改性或共混，可以那么说，在六十年代高分子材料的共混体系研究开始兴起时，涂料共混体系的产品早就应用于实际中了，当然，在今天涂料树脂通过共混改性仍是开发新品种和改进质兄的有效途径。这样的共混体系，斐研究树脂之间的设1反应交联付涂料的储存稳定性和漆膜性能的影响是非常必要的。

　　前面计算的集装箱涂料需用量和生产量并不包括稀释剂，实际使用中稀释剂占的比例很大，将近30，这还不包括涂料本身所含的溶剂。因此集装箱生产线的自动喷涂工场每天排出大量有害溶剂需要处理，而目前我国有关溶剂废气处理的设备基本上不过关。大量溶剂排入大气，造成严重污染，破坏和损环境和人身健康=因此。研究和开发新型水性集装箱涂料具有重大的现实意义和长远意义，也是新纪涂抖的发展方。

　　由厂欧美环保法规制定比较早。也比较严格，因此西方的些较大的集装箱涂料厂家，其中包括，公十几年前就研制水性集装钔涂料，并且不断改进。1河，公司的水性集装箱涂料也曾经在中国和香港的箱厂做过样箱。水性集装箱涂料包括水性环氧富锌底漆，水性环氧中间漆和4烯酸分散体血漆。水性血漆叫以和溶剂型底漆中叫漆配彦使月。

　　在研宄开发水性集装箱涂料时，既要保证其防腐蚀性能和装饰性能，保用期达到35年以上；同时也要考虑其施工的易操作性，并逐步降低原料和生产成本。后者和产品的质量性能同样重要，关系到市场的应用推广和产品的生命力。

　　是由于箱东给集装箱厂的定单时间非常紧迫，所以箱厂给涂料厂的定单更为紧迫，通常不到个月时间，经常只有两个礼拜。涂料厂要在这样短的时间内把产品生产出来，就必须加大原料和成品的仓存量，这样又，加了涂料厂的资金积压。如果原料采购来不及，原料要高价由飞机运来；如果牛。产，间太短，工厂就耍加班加点。加班多了，生产率降低，效益跟着降低，这吟都大人加大了生产成本。，第，集装箱涂料虽然是高技术含量的涂料，但集装箱制造厂为了提高产量，增加效益，不断向涂料产品提出越来越高的质量要求或性能要求。首先，近几年来，集装箱厂对它的生产线不断改革，缩短生产流程，提高烘烤温度，以达到提高产量的温下不会起泡或出现针孔。为了防止自动喷涂装置因塞枪而停工清洗，影响生产速度，箱厂在喷涂线前安装了高目数般为或以上的筛网。

　　如果涂料中杂质稍多，马上会引起箱厂的投诉。为此，涂料厂有时甚至采取次过滤，质量成本被不迪也提高扎由十货砚箱生产速皮大人加快，每天生产的新造箱来不及检验和运走，大批集装箱堆放在堆场这就矜发现不批次同面漆的微小。，引起投诉。叫此涂，厂必须对血漆上接第14页目前，要获得固化完全致密的漆膜普遍采用高温灿，的方洗叫此减低能耗提固化速度成为有实际意义的课，所以开发能适合红外紫外光电子束以及射线等新型固化方法的涂料愈来愈引起人们的重视。

　　总之。涂料科学在近十多年来得到了快速的发展，其推动力就是涂料科学本身的价值和涂料产品对社会创造的巨大的经济利益。从世界范围看，涂料作为门科学所涉及到的各个领域的研。

　　愈来。，起科7家们的兴趣，特别是功能涂料在航空航天到民用高技术产品上的应用，其与光电磁热等性质，以及环境保护的要求相联系，这切势必引起科7界和企业界的重视。必将有大的投，研宄与开发，1发涂料产业的革命，使涂料工业及其产品对人类社会有更大的贡献。面对这样形势，我国涂料界要重视涂料科学理论的应用研究，并用于指导产品的开发和技术的改进，促进我国涂料工业的持续发展。

(完)