涂料行業發展歷程:從天然物到合成樹脂
涂料網訊中國家居行業品牌與服務評價揭曉會暨高峰論壇2014年4月19日在廣東佛山召開論壇的主題是中國城鎮化帶給泛家居產業新機遇中國商業聯合會副會長王民在會上發布了《2013年中國泛家居產業研究報告》報告介紹了涂料行業的發展進程
人類生產和使用涂料已有悠久的歷史一般可分為天然成膜物質的使用涂料工業的形成和合成樹脂涂料的生產三個發展階段西班牙阿米塔米拉洞窟的繪畫法國拉斯科洞穴的巖壁繪畫和中國仰韶文化時期殘陶片上的漆繪花紋等大量考古資料證實公元前5000年新石器時代人們就使用野獸的油脂草類和樹木的汁液以及天然顏料等配制原始涂飾物質用羽毛樹枝等進行繪畫
1.天然成膜物質的使用
中國是世界上使用天然成膜物質涂料──大漆最早的國家這從河北藁城縣臺西村商代(約公元前17~約前11世紀)遺址中發現的一些漆器殘片可以證實春秋時代(公元前770~前476)就掌握了熬煉桐油制涂料的技術戰國時代(公元前475~前221)能用桐油和大漆制造復配涂料公元前的巴比倫已使用瀝青作為木船的防腐涂料希臘人掌握了蜂蠟涂飾技術長沙馬王堆出土漢墓的漆棺和漆器做工細致漆膜堅韌保護性能良好說明中國在公元前2世紀的漢初時大漆的使用技術已成熟以后此項技術陸續傳入朝鮮日本及東南亞各國并得到發展公元初年,埃及已采用阿拉伯樹膠制作涂料到了明代1368~1644中國漆器技術達到高峰明隆慶年間的黃成(又名黃大成)所著的《髹飾錄》系統地總結了大漆的使用經驗17世紀以后中國的漆器技術和印度的蟲膠(紫膠)涂料逐漸傳入歐洲
2.涂料工業的形成
18世紀是涂料生產開始形成工業體系的時期亞麻仁油熟油的大量生產和應用促使清漆和色漆的品種發展迅速1773年英國韋廷公司搜集出版了很多用天然樹脂和干性油煉制清漆的配方1790年英國創立了第一家涂料廠在19世紀涂料生產開始擺脫了手工作坊的狀態很多國家相繼建廠如法國在1820年德國在1830年奧地利在1843年日本在1881年都建立了涂料廠涂料工業初期生產的色漆一般是將顏料調入干性油中施工時要經過調配并稀釋到適當粘度使用很不方便19世紀中葉涂料生產廠直接配制適合施工要求的涂料即調合漆從此涂料配制和生產技術才完全掌握在涂料廠中推動了大規模生產的發展第一次世界大戰期間中國涂料工業開始萌芽1915年開辦的上海開林顏料油漆廠是中國第一個涂料生產廠
3.合成樹脂涂料時期
19世紀中期隨著合成樹脂的出現涂料成膜物質發生了根本的變革形成了合成樹脂涂料時期
起點
1855年英國人A.帕克斯取得了用硝酸纖維素(硝化棉)制造涂料的專利權建立了第一個生產合成樹脂涂料的工廠1909年美國化學家L.H.貝克蘭試制成功醇溶酚醛樹脂隨后德國人K.阿爾貝特研究成功松香改性的油溶性酚醛樹脂涂料第一次世界大戰后為了打開過剩的硝酸纖維素的銷路適應汽車生產發展的需要找到了醋酸丁酯醋酸乙酯等良好溶劑開發了空氣噴涂的施工方法1925年硝酸纖維素涂料的生產達到高潮與此同時酚醛樹脂涂料也廣泛應用于木器家具行業在色漆生產中輪碾機被逐步淘汰球磨機三輥機等機械研磨設備在涂料工業中推廣應用
突破
1927年美國通用電氣公司的R.H.基恩爾突破了植物油醇解技術發明了用干性油脂肪酸制備醇酸樹脂的工藝醇酸樹脂涂料迅速發展為涂料品種的主流擺脫了以干性油和天然樹脂混合煉制涂料的傳統方法開創了涂料工業的新紀元到1940年,三聚氰胺-甲醛樹脂與醇酸樹脂配合制漆進一步擴大了醇酸樹脂涂料的應用范圍發展成為裝飾性涂料的主要品種廣泛用于工業涂裝
大發展年代
第二次世界大戰結束后合成樹脂涂料品種發展很快美英荷(殼牌公司)瑞士(汽巴公司)在40年代后期首先生產環氧樹脂為發展新型防腐蝕涂料和工業底漆提供了新的原料50年代初性能廣泛的聚氨酯涂料在聯邦德國法本拜耳公司投入工業化生產1950年美國杜邦公司開發了丙烯酸樹脂涂料逐漸成為汽車涂料的主要品種并擴展到輕工建筑等部門第二次世界大戰后,丁苯膠乳過剩,美國積極研究用丁苯膠乳制水乳膠涂料20世紀50~60年代又開發了聚醋酸乙烯酯膠乳和丙烯酸酯膠乳涂料這些都是建筑涂料的最大品種1952年聯邦德國克納薩克格里賽恩公司發明了乙烯類樹脂熱塑粉末涂料殼牌化學公司開發了環氧粉末涂料美國福特汽車公司1961年開發了電沉積涂料并實現工業化生產此外1968年聯邦德國法本拜耳公司首先在市場出售光固化木器漆乳膠涂料水溶性涂料粉末涂料和光固化涂料使涂料產品中的有機溶劑用量大幅度下降,甚至不使用有機溶劑,開辟了低污染涂料的新領域隨著電子技術和航天技術的發展,以有機硅樹脂為主的元素有機樹脂涂料,在50~60年代發展迅速在耐高溫涂料領域占據重要地位這一時期開發并實現工業化生產的還有雜環樹脂涂料橡膠類涂料乙烯基樹脂涂料聚酯涂料無機高分子涂料等品種
隨著合成樹脂涂料的發展逐步采用了大型的樹脂反應釜(見釜式反應器)研磨工序逐步采用高效的研磨設備如高速分散機和砂磨機得到推廣使用取代了40~50年代的三輥磨
為配合合成樹脂涂料的推廣應用涂裝技術也發生了根本性變化20世紀50年代高壓無空氣噴涂在造船工業和鋼鐵橋梁建筑中推廣大大提高了涂裝的工作效率靜電噴涂是60年代發展起來的它適用于大規模流水線涂裝促進了粉末涂料的進一步推廣電沉積涂裝技術是60年代適應于水溶性涂料的出現而發展的尤其在超過濾技術解決了電沉積涂裝的廢水問題后進一步擴大了應用領域
新階段
1973年以來由于石油危機的沖擊涂料工業向節省資源能源減少污染有利于生態平衡和提高經濟效益的方向發展高固體涂料水型涂料和粉末涂料的開發低能耗固化品種如輻射固化涂料的開發是其具體表現1976年美國匹茲堡平板玻璃工業公司研制的新型電沉積涂料──陰極電沉積涂料提高了汽車車身的防腐蝕能力得到迅速推廣70年代開發了有機-無機聚合物乳液,應用于建筑涂料等領域功能性涂料(見涂料)成為70年代涂料工業的研究課題并推出了一系列新品種80年代各種建筑涂料發展很快電子計算機已在涂料生產和測試管理中使用機器人(機械手)已廣泛應用于特殊場合或危險場合代替人工進行涂裝
這一階段有如下特點①以現代的科學理論為指導有目的地進行研究開發工作加快了發展的進程例如現代化學的理論應用在涂料工業中涂料助劑得到廣泛推廣使用從而使涂料工業的產品性能和生產效率都有了大幅度提高
|②利用共聚改性和混合方法使具備特色的合成樹脂品種日益增多提高了涂料的性能且使功能性涂料品種日益增多③對涂料質量的測試已從測定表面現象轉向測定涂料內在質量的趨勢例如更加重視測定合成樹脂的分子量與分子量分布以了解合成樹脂的質量用掃描電鏡觀察涂膜的微觀結構等指導產品的生產