涂料,指涂布于物體表面在一定條件下能形成薄膜而起到保護、裝飾或其他功能作用的一種液體或固體材料。專業點說,涂料屬于有機化工高分子材料,涂料工業屬于那種很有技術含量的近代工業。不過,對于用涂料這件事,人類是很早就學會了。古代的畫家使用的礦物顏料,是水的懸浮液或是用水或蛋清來調配的,這就是最早的水性涂料,而如今比較常見的溶劑型涂料直到19世紀中期才開始大量使用。
涂料的分類方法很多,按用途分,從高樓大廈到車船飛機,從紙張塑料到木制家具,從家用電器到廚房里的罐頭,其涂料工藝都不盡相同;當然,也有簡單的分類方法,例如,有顏色的和沒顏色的。
從顏色說起
從顏色來介紹涂料,看上去簡單一點。顏色是涂料中最容易“看”到的部分,也是涂料的重要組成部分,準確的說,應該稱之為顏料,如鈦白粉、鉻黃等。舉個例子吧,化學課上使用的“石灰水”,就是一種只含有“顏料”成分的簡單“涂料”。當它干燥后,很容易被擦去。如果想要它更加持久,就需要涂料的第二個組成部分——成膜物質幫忙。
成膜物質的種類很多,包括油脂、油脂加工產品、纖維素衍生物、天然樹脂和合成樹脂,不同的成膜物質決定著涂料的特性,因此根據成膜物質的不同,涂料也被細分為更多的類型。
給涂料加點“料”
無論是顏料還是“粘合劑”,想要完美地貼合于表面形狀復雜的物體表面,硬梆梆的可不行,必須像水一樣能均勻地分散延展,這就需要涂料的第三種基本成分——溶劑。最簡單的溶劑當然是我們最初提到的水,不過因各種需要,現代常見的溶劑包括烴類、醇類、酯類等有機溶劑。顏料、成膜物質溶解到溶劑中形成粘稠液體,能夠滲透到形狀復雜的物體的凹縫中,還能改善涂料的某些性能。
涂料中還有一類成分叫助劑,能起到各種輔助功能,如消泡劑、流平劑、底材潤濕劑,有些助劑還能對成膜物質的涂抹過程和耐久性起到重要作用。
總之,這些就是涂料的基本組成成分,各種成分的不同致使涂料的形態、功能、用途,甚至施工工序千差萬別。涂料的用途廣泛,生活中可謂無處不在,就拿我們生活的大樓來看,鋼架結構、門窗、墻面、地坪、家具、電器……其表面都涂抹著不同功能特性的涂料。難怪有涂料企業敢夸下海口:也許您沒有察覺到,無論您身處何時何地,您在視線范圍之內均可發現我們的產品。
涂上去的“高科技”
裝飾和保護,聽上去沒有什么特別,這是涂料的基本作用,但如果細致說來,涂料可遠沒有那么簡單。來看看各行各業的設計師為涂料布置了什么樣的不可能任務吧——
阿聯酋Sheikh Zayed大橋,使用添加了有機硅聚合物的粉末涂料
阿聯酋阿布扎比的Sheikh Zayed大橋,與其說是橋倒更像是一座雕塑,復雜的拱形連續結構有一半探入水中。不同的鋼結構、混泥土材料需要經久耐用的保護,為了能抵御漫長歲月的侵襲,所采用的涂料不僅要具備防腐蝕性能,而且要能在30?C到50?C的溫度變化范圍里,保持色彩和光澤。其實,這已經難不倒“熱穩定性”極好的高科技涂料了。添加了有機硅聚合物的粉末涂料,因為有機硅在高溫下不易降解,甚至可以滿足從200°C到550°C的高溫應用的要求,在色彩和抗腐蝕性上也一點兒也不遜色于液體涂料,適用于鋼、鑄鐵、鋁等材料,而且它不含溶劑和VOC(揮發性有機化合物),所以還具有可持續性的優點。上海的環球金融中心外部的金屬結構也采用了這種經久耐用的高科技粉末涂料。
說到對環境的“友好”的特性,那些我們日常接觸或使用的涂料就顯得更加重要的。大部分溶劑性涂料及有機溶劑里都含有苯及其化合物,其散逸在空氣中濃度過高對人的健康有害。因此降低毒性物質的揮發,一直是涂料工業的重要研究方向,特別是我們常用的家具外漆、汽車補漆等產品。例如,新型的水溶性汽車修補漆,在施工中使用水代替了傳統有機溶劑,因此不含有常規油性漆產品中的苯、二甲苯等公認的有害物質。試驗的結果顯示,水性汽車修補漆的VOC排放相比油性漆減少70%以上。某些新型的水溶性漆,還使用了結構性粘度技術,使調色更方便,顏色更精準,遮蓋力更強。而且這樣的水溶性漆能夠減少噴涂層數,降低了生產耗時和用量,不僅經濟而且環保。
F1賽車,使用新型的水溶性汽車修補漆
生活中,涂料的應用遠不止于此,在某些特殊環境、特殊產品上,人們對涂料還有更高的“超能”期許。例如全玻璃建筑要求涂料出馬幫忙保溫節能的、讓涂料調教屋頂瓦楞鋼板學習自我清潔的、在沒有日光的地下礦井要求涂料反射率更高節省照明能源的、耐沾污和耐化學腐蝕特性防止熊孩子和混小子在墻面隨意涂鴉的,甚至飲料罐內涂層不能影響飲料口感和品質的……令人振奮的是,通過添加不同的復雜成分,這些難題都被“涂料”一一攻克,所有“不可能任務”都迎來了屬于它的特工先生!
這些有“料”的涂層與其說是在保護和裝飾那些我們工作生活的場所、日常使用的產品,不如說是在讓我們更加輕松愉悅地享受舒適而高效的生活。涂料遠遠不止刷一面彩色的墻那么簡單,科技與創新讓它變得神奇,也讓我們的生活更加精彩。