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1、2001年第78合期化学教育? # ?涂料与社会闫循智(荷泽教育学院山东荷泽 274000)摘要本文介绍了涂料的组成、种类、应用历史及对国民经济发展的重要意义；提出涂料施工中正确使用涂料的方法及预防对环境的污染危害；特别指出涂料开发应用的方向为无污染或低污染的高固体分涂料、无溶剂涂料、水性涂料、辐射固化涂料等环保型品种。关键词涂料涂装2001年第78合期化学教育? # ?2001年第78合期化学教育? 7 ?1引言涂料是一种涂复在物体表面能形成牢固附着的 连续薄膜的工程材料。又是起保护、装饰和功能作 用的一类精细化工产品 。过去，由于涂料都是由植 物油和天然树脂熬炼而成，一直被叫做“油漆”。现
2、 在的品种逐渐以合成材料所代替。涂料具有保护、装饰和一些特殊作用，是国民经 济各部门不可缺少的配套材料。日常生活中到处有 涂料的踪迹，它能把您的生活装点得绚丽多彩，给人 以谐美和欢快之感，所以人们称涂料为“瑰丽生活的 伴侣”；工业上的涂料用途也很广泛，它可以保护设备、管路、台架和五花八门的工业产品，使之减少或免受机械磨损及各种介质的腐蚀，因此荣称涂料为“工业之盔甲”；建筑上涂料将高楼大厦、豪华别墅，装扮得富丽堂皇，又有“建筑上的化妆品”之美称；国 防上，因为涂料有伪装、示温、绝热、防火、防污、防辐 射等特殊功能，从而已被广泛地用于各种尖端 技术中，所以人们荣称涂料为“尖端技术中的妙手”； 此外
3、，涂料也被视为“古代文化的象征”；五万年前的 旧石器时代，原始人就常常以天然有色涂料涂画物 体形象，用以记载人们的劳动果实；作为我国古代文 化象征的“仰韶文化”、“龙山文化”、“敦煌文化”等中 的陶器和石窑洞穴壁画 ，就是用涂料绘制的 。长沙 马王堆三号汉墓出土的漆棺和漆器显示了我国汉代 应用天然漆的技艺已达到相当的水平。现代涂料与国民经济各部门有着密切的联系，不少国家已将它列为重点发展的工业部门，其生产数量和水平也是衡量一国经济水平的重要尺度之 一。世界各国按1997年涂料产量排序：美国第一， 为517万吨；日本第二，为20812万吨；德国第三， 19817万吨；中国第四，为16518万吨。
4、1998年全球共销售涂料约2218万吨，预计到2003年将增长到 2445万吨。市场容量以美洲最 大，占 3617 %；其次是欧洲，占2914 %；亚太地区居 第三，占2411 %。1998年2003年的年均增长率 以亚太地区居首，为215 %；美洲为2 %；欧洲为 115%。2涂料的组成和种类涂料主要是由主要成膜物质、次要成膜物质和 辅助成膜物质所组成。(1) 主要成膜物质 它是涂料的主要成分，是构 成涂料的基础，它能牢固地附着在物面上成膜，一般 由树脂或油料组成。(2) 次要成膜物质它也是构成涂膜的组成部分，它不能离开主要成膜物质单独成膜，但有了它可以使涂膜的性能得到改善，使涂料的品种有所
5、增多。 亦可降低涂料成本，这种物质就是指涂料中所使用 的颜料和填料。(3) 辅助成膜物质包括分散介质及催干剂、流平剂、消泡剂、乳化剂、稳定剂、固化剂、防结皮剂、增 塑剂等助剂。它们本身不能单独成膜，但可改善涂 料的加工、成膜及使用等性能。在涂料的组成中，以油为主要成膜物质的涂料 称之为油性漆，以树脂为主要成膜物质的涂料称之 为树脂漆，以植物油和一些树脂混合为主要物质的 涂料称之为油基漆；其次，没有颜料或填料的透明液 体涂料为清漆，含有颜料、填料的有色或不透明液体 涂料称之为色漆(如磁漆、调合漆、防锈漆等)，掺入 大量填料的稠厚浆状涂料称为腻子；再次，没有挥发性稀释剂的则称之为无溶剂漆，而又呈粉
6、末状的则称之为粉末涂料，以一般有机溶剂做稀释剂的称之 为溶剂型漆，以水做稀释剂的则称之为水性漆。涂料的种类很多，分类比较复杂。过去有的按 使用对象分；有的按使用效果分；有的按组成形态2001年第78合期化学教育? # ?2001年第78合期化学教育? # ?2001年第78合期化学教育? 9 ?分；有的按颜色和光亮度分；有的按施工方法分；有 的按作用性能分 。这样既不统一，也不科学。 我国化学工业部于1982年对涂料的分类和命名统 一了原则，颁布了 “涂料产品分类命名” 标准1。这 种标准是以涂料基料中主要成膜物质为基础的。若成膜物质为混合树脂，则按在涂膜中起主要作用的 一种树脂为基础。成膜物
7、质共分为17大类，另将稀 释剂等辅助材料定为一大类。所以，我国涂料产品 共分为18大类，见表1 :表13涂料的施工序号涂料产品类别代表性成膜物质油脂涂料天然树脂涂料酚醛树脂涂料天然动植物油、清油（熟油）、合 成干性油。松香及其衍生物、虫胶、乳酪素、 动物胶、大漆及其衍生物 纯酚醛树脂、改性酚醛树脂沥青树脂涂料醇酸树脂涂料氨基树脂涂料硝基涂料纤维素涂料过氯乙烯涂料10乙烯树脂涂料天然沥青、煤焦沥青、石油沥青 甘油（或季戊四醇等）醇酸树脂 和各种改性醇酸树脂等脲（或三聚氰氨）（甲）醛树脂和 各种改性氨基树脂等硝化维素和改性硝化维素 醋酸纤维、苄基纤维、醋丁纤维、 羟甲基纤维等过氯乙烯树脂及其改性过
8、氯乙 烯树脂VA GH、聚乙烯醇缩丁醛树脂、 氯乙烯2偏氯乙烯共聚物、聚苯 乙烯等11丙烯酸树脂涂 料丙烯酸树脂、丙烯酸共聚树脂及其改性树脂等12聚酯树脂涂料13环氧树脂涂料14聚氨酯涂料15元素有机聚合物涂料饱和聚酯和不饱和聚酯环氧树脂、脂肪族聚烯烃环氧树 脂、改性环氧树脂加成物、预聚物、缩二脲及异氰 脲酸酯多异氰酸酯（芳香族与脂 肪族）有机硅、有机钛、有机铝、有机磷 等16橡胶涂料天然橡胶及其衍生物，如氯化橡胶、合成橡胶及其衍生物涂料施工亦名涂装，也就是如何正确使用涂料 的问题。为了更好的发挥涂料的作用 ，除要求涂料 本身的质量优良之外，还必须正确地使用涂料。涂料施工主要受以下 5种因素的
9、影响：涂料品种的选 择；被涂物的表面处理；涂装方法的选择；涂料的干 燥成膜；涂料、涂膜的病态及其防止。以下主要介绍 涂料品种的选择。我国涂料产品共有18大类，1000多个品种型号，其花色那就不胜枚举了。它们的性能、用途各有不同，施工方法也是多种多样的。因此，在施工前，除应参照涂料产品说明书介绍的组成性能、技术指标外，还要考虑如下几个方面的问题，以选择合适的 品种。（1）根据被涂物的材质进行选择不同材料的物面，必须选择不同品种的涂料，如 木材、制品、纸张、皮革、织物、塑料不能选择烘烤成 膜的涂料，必须选择自干的涂料产品；铝镁等轻金属 及其合金绝对不允许用铁红和红丹防锈底漆，否则将发生电化学腐蚀。
10、（2）根据涂饰目的进行选择涂饰目的不同，也应选择不同的涂料 。如一般 木器制品采用油基性涂料就可以了。但若涂饰高档家具，就要选用硝基漆、聚酯涂料、丙烯酸涂料和聚 氨酯涂料；要求耐水的就要选择酚醛树脂涂料；要求耐晒的就要选择醇酸树脂涂料。（3）根据施工条件来选择如没有喷涂设备就不宜采用挥发性快干涂料如 硝基漆，没有烘房和被涂物件体积过大就不宜采用 烘干型涂料；没有电泳设备就不能采用水性电泳漆 等。（4）选择涂料产品时要注意涂料的配套性所谓涂料的配套性包括两方面的内容，其一是底材和涂料（特别是底漆）之间的配套性（见311 （1）;其二是各层涂料间的配套性，即面漆和底漆应 有很好的结合力。17其他涂
11、料18辅助材料以上16类包括不了的成膜物 质,如无机高聚物、聚酰亚氨树 脂等溶剂和稀释剂，如松香水、二甲 苯等。防潮剂、催干剂、脱漆剂、 固化剂、表面处理剂等4涂料施工给环境带来的危害及其预防除了水性建筑涂料（又名乳胶漆）、粉末涂料、高 固体分涂料、辐射固化涂料等施工时不给环境带来 污染（严格说应是轻微污染）外,其他各种溶剂型涂 料施工时都会污染环境，如防护不当，则会使人中毒。对人体毒害比较严重的物质有以下几类：1994-2QG& Ckina AiLadunmic JonirrialPuhlishiti FL&uss All rishiswwxiiki.nvt2001年第78合
12、期化学教育? 11 ?(1) 有机溶剂传统的低固含量溶剂型涂料约含50 %的有机溶剂，这些有机溶剂在涂料的制造及 施工阶段挥发到大气中是继汽车尾气排放及烟雾漂 尘之后的第三大空气污染源，这些溶剂主要有：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙 酮、环乙酮、溶剂汽油等。这些有机溶剂不仅对皮肤 有侵蚀作用，而且对人体中枢神经系统、造血器官和 呼吸系统也有刺激和破坏作用，可引起头痛、恶心、胸闷等。例如苯、甲苯等芳烃溶剂对造血器官有毒 害作用，长期接触，在高浓度环境中施工可能引起急 性中毒而发生休克；慢性中毒将出现血小板和白血 球减少；甲醇和甲醛对神经系统有毒害作用，长期接触，在高浓度环境
13、中可能急性中毒而发生休克、视力衰退直至失明；慢性中毒将引起呼吸道粘膜炎、头痛、肝功能衰退、视力衰退等。(2) 合成树脂单体其毒害作用和部分有机溶剂相似。另外，随单体的不同还有些特殊的毒害作 用。如甲苯二异氰酸酯(俗名TDI)的蒸气刺激眼粘 膜，具有强烈的催泪作用，吸入后刺激呼吸系统，引起干咳、喉痛，长期吸入将损伤肺部，引起头痛、支气 管炎和哮喘症状，重者将引起呼吸困难。为了防止有机溶剂和合成树脂单体中毒 ，施工 时应注意以下几点：(1) 施工方法尽量选用刷涂，少用喷涂，以减少溶剂的挥发。(2) 操作时，必须戴好防毒口罩、眼镜和防护手套，穿好工作服。(3) 工作场所必须有良好的通风、防毒、防尘设
14、 施。除了涂料施工过程中会给环境带来危害外，涂料涂装后的一段时间内仍会缓慢释放出涂膜内游离 的溶剂和单体而污染环境。不少人有这样的经验，刚搬进新居，会感到有股气味刺鼻、刺眼，甚至会引 起头痛、恶心，究其原因，就是因为内墙涂料、装修材 料中逸出的甲醛、甲醇，新置家具挥发出的苯类、酯类或溶剂油等有机溶剂及游离单体所致。为此，新居装修后，要坚持室内通风、换气，至少要在20天后 才能居住，且居住后仍要注意室内通风一段时间。5涂料工业和涂料产品的发展方向当今世界涂料工业发展的最显著特点是一些世 界级的大公司，通过拍卖收购、合资合作、技术转让 等方式使涂料生产向集团化、规模化、专业化方向发展，以强化其在某
15、一产品市场领域的竞争能力，从而达到全球化、合理化经营的目的。其中荷兰阿克苏 公司与瑞典 Nobel公司合并组建的A KZO2Nobel公司，成为世界上最大的涂料公司之一。集中代表涂料工业生产和技术水平的是涂料品 种结构和质量。为了引导涂料品种向着合成树脂涂料的方向发 展，我国化工部在70年代后期就提出了“限制前四类、改造两大类，发展四大类和开发四大类”的战略 设想3。就是限制油脂类、天然树脂类、酚醛树脂 类和沥青类这四大类一般品种的产量 ，以新型合成 树脂代替蓖麻油醇酸树脂类来改造硝基漆 、过氯乙 烯漆两大类产品；大力发展醇酸、氨基、丙烯酸酯、环 氧四大类合成树脂涂料；与此同时，大力开发聚氨酯
16、、乙烯类树脂、氯化橡胶和聚酯树脂涂料，作为后备品种。近30年来，对涂料产品结构进行的调整虽 已取得了显著效果，但仍是今后努力的方向。随着经济的发展，人类生活质量的提高，人们要 求保护自我生存空间的呼声也越来越高，环保法规也越来越严格，美国法规规定：建筑平光涂料，其挥 发性有机物(VOC)在2001年降至100 g/L ,2008年 为50 g/L ;日本也于1997年出台了室内建筑涂料 标准。环保法规的加强，迫使世界各大涂料公司纷 纷致力于节能低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体 分涂料和辐射固化涂料的开发应用。为适应近年来建筑行业特别是高档、高层建筑物的需要，建筑涂料的品种发展最为迅速 。水乳
17、型 涂料已形成多档次、多花样、多规格、多用途的系列 产品。苯丙乳胶漆、乙丙乳胶漆、丙烯酸乳胶漆硅丙 乳胶漆等品种繁多，涂膜外观包括平面、凹凸、砂粒、 厚层、花纹、浮雕等各种形式，光泽从无光、半光到有 光。百花齐放的建筑涂料已经形成，并将得到更快地发展。功能型涂料的开发也是今后涂料工业的一个发 展方向。示温涂料、阻燃涂料、防热涂料、隐形涂料、 光导纤维用光固化涂料、耐磨润滑涂料、滤紫外光涂 料、太阳能吸收涂料、防霉、防污涂料、杀虫涂料等品 种皆已上市，其品种和产量将会越来越多。参考文献1 王泳厚.涂料工人必读.武汉：湖北科学技术出版社,1986 :88 ,89 ,142 1442 曲颖.21世纪涂料工业发展趋势与对策.中国化工报，2000292203 “中国涂料工业四十年”编辑组.中国涂料工业四十年，1990:3,11 132001年第78合期化学教育? # ?2001年第78合期化学教育? # ?© 1Cliidij Auadvzniu Junimij EhjctriMiic PuhliTiitr离 Elkiusu. All rights tirserieiL. hlip'v. w-w_