《中國泛家居行業(yè)研究報(bào)告（2013年度）》/全文
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第八章涂料行業(yè)
第一節(jié) 涂料行業(yè)概述
一、涂料行業(yè)發(fā)展背景
油漆，是古代的叫法；涂料，是現(xiàn)代文明稱呼，包含更多的科技成分，在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。涂料涂于物體表面能形成具有保護(hù)、裝飾或特殊性能（如絕緣、防腐、標(biāo)志等）的固態(tài)涂膜的一類液體或固體材料的總稱，包括油（性）漆、水性漆、木器漆、粉末涂料、木蠟油。但是油漆有一些順口習(xí)慣性稱呼還是保留下來，如乳膠漆、底漆、面漆等。一般而言，涂料就是能夠涂覆在被涂物件表面并能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的材料。它既可以是無機(jī)的，如電鍍銅、電鍍鎳、電鍍鋅等；也可以是有機(jī)的，如大多數(shù)的有機(jī)高分子材料，有機(jī)高分子材料構(gòu)成了當(dāng)今涂料市場(chǎng)主要部分。
公元前6000 年，中國已用無機(jī)化合物和有機(jī)顏料混合焙燒對(duì)油漆加以改進(jìn)。公元前1500 年，在法國和西班牙的山洞里，油漆已用于繪畫和裝飾。公元前1500 年，埃及人用染料如靛藍(lán)和茜草制造藍(lán)色和紅色顏料，但這種油漆還很不完善。18世紀(jì)，由于對(duì)亞麻仁油和氧化鋅的開發(fā)利用，使油漆工業(yè)迅速發(fā)展。20世紀(jì)，油漆工藝有了重大發(fā)展，出現(xiàn)了粘著力更大、光澤度更高、阻燃、抗腐蝕與熱穩(wěn)定性高的各種顏色的油漆。油漆早期大多以植物油為主要原料，故被叫做“油漆”，如健康環(huán)保原生態(tài)的熟桐油。不論是傳統(tǒng)的以天然物質(zhì)為原料的涂料產(chǎn)品，還是現(xiàn)代發(fā)展中的以合成化工產(chǎn)品為原料的涂料產(chǎn)品，都屬于有機(jī)化工高分子材料，所形成的涂膜屬于高分子化合物類型。按照現(xiàn)代通行的化工產(chǎn)品的分類，涂料屬于精細(xì)化工產(chǎn)品?，F(xiàn)代的涂料正在逐步成為一類多功能性的工程材料，是化學(xué)工業(yè)中的一個(gè)重要行業(yè)。
現(xiàn)代的涂料具備以下功能：
1. 保護(hù)功能
防腐、防水、防油、耐化學(xué)品、耐光、耐溫等。物件暴露在大氣之中，受到氧氣、水分等的侵蝕，造成金屬銹蝕、木材腐朽、水泥風(fēng)化等破壞現(xiàn)象。在物件表面涂以涂料，形成一層保護(hù)膜，能夠阻止或延遲這些破壞現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展，使各種材料的使用壽命延長(zhǎng)。所以，保護(hù)作用是涂料的一個(gè)主要作用。
2. 裝飾功能
顏色、光澤、圖案和平整性等。不同材質(zhì)的物件涂上涂料，可得到五光十色、絢麗多彩的外觀，起到美化人類生活環(huán)境的作用，對(duì)人類的物質(zhì)生活和精神生活做出不容忽視的貢獻(xiàn)。
3. 其他功能
標(biāo)記、防污、絕緣等。對(duì)現(xiàn)代涂料而言，這種作用與前兩種作用比較越來越顯示其重要性?，F(xiàn)代的一些涂料品種能提供多種不同的特殊功能，如：電絕緣、導(dǎo)電、屏蔽電磁波、防靜電產(chǎn)生等作用；防霉、殺菌、殺蟲、防海洋生物粘附等生物化學(xué)方面的作用；耐高溫、保溫、示溫和溫度標(biāo)記、防止延燃、燒蝕隔熱等熱能方面的作用；反射光、發(fā)光、吸收和反射紅外線、吸收太陽能、屏蔽射線、標(biāo)志顏色等光學(xué)性能方面的作用；防滑、自潤(rùn)滑、防碎裂飛濺等機(jī)械性能方面的作用；還有防噪聲、減振、衛(wèi)生消毒、防結(jié)露、防結(jié)冰等各種不同作用等。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，涂料將在更多方面提供和發(fā)揮各種更新的特種功能。
二、涂料行業(yè)發(fā)展進(jìn)程
人類生產(chǎn)和使用涂料已有悠久的歷史。一般可分為天然成膜物質(zhì)的使用、涂料工業(yè)的形成和合成樹脂涂料的生產(chǎn)三個(gè)發(fā)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(shí)期殘?zhí)掌系钠崂L花紋等大量考古資料證實(shí)，公元前5000年新石器時(shí)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(zhì)，用羽毛、樹枝等進(jìn)行繪畫。
1. 天然成膜物質(zhì)的使用
中國是世界上使用天然成膜物質(zhì)涂料──大漆最早的國家，這從河北藁城縣臺(tái)西村商代（約公元前17～約前11世紀(jì)）遺址中發(fā)現(xiàn)的一些漆器殘片可以證實(shí)。春秋時(shí)代（公元前770～前476）就掌握了熬煉桐油制涂料的技術(shù)。戰(zhàn)國時(shí)代（公元前 475～前 221）能用桐油和大漆制造復(fù)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(shù)。長(zhǎng)沙馬王堆出土漢墓的漆棺和漆器，做工細(xì)致,漆膜堅(jiān)韌,保護(hù)性能良好,說明中國在公元前2世紀(jì)的漢初時(shí)大漆的使用技術(shù)已成熟。以后，此項(xiàng)技術(shù)陸續(xù)傳入朝鮮、日本及東南亞各國,并得到發(fā)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(shù)達(dá)到高峰。明隆慶年間的黃成（又名黃大成）所著的《髹飾錄》系統(tǒng)地總結(jié)了大漆的使用經(jīng)驗(yàn)。17世紀(jì)以后，中國的漆器技術(shù)和印度的蟲膠（紫膠）涂料逐漸傳入歐洲。
2. 涂料工業(yè)的形成
18世紀(jì)是涂料生產(chǎn)開始形成工業(yè)體系的時(shí)期。亞麻仁油熟油的大量生產(chǎn)和應(yīng)用，促使清漆和色漆的品種發(fā)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(chuàng)立了第一家涂料廠。在19世紀(jì)，涂料生產(chǎn)開始擺脫了手工作坊的狀態(tài)，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(yè)初期生產(chǎn)的色漆，一般是將顏料調(diào)入干性油中。施工時(shí)要經(jīng)過調(diào)配并稀釋到適當(dāng)粘度，使用很不方便。19世紀(jì)中葉，涂料生產(chǎn)廠直接配制適合施工要求的涂料，即調(diào)合漆。從此，涂料配制和生產(chǎn)技術(shù)才完全掌握在涂料廠中，推動(dòng)了大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展。第一次世界大戰(zhàn)期間，中國涂料工業(yè)開始萌芽，1915年開辦的上海開林顏料油漆廠是中國第一個(gè)涂料生產(chǎn)廠。
3. 合成樹脂涂料時(shí)期
19世紀(jì)中期，隨著合成樹脂的出現(xiàn)，涂料成膜物質(zhì)發(fā)生了根本的變革，形成了合成樹脂涂料時(shí)期。
起點(diǎn)
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(quán)，建立了第一個(gè)生產(chǎn)合成樹脂涂料的工廠。1909年，美國化學(xué)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(zhàn)后，為了打開過剩的硝酸纖維素的銷路，適應(yīng)汽車生產(chǎn)發(fā)展的需要，找到了醋酸丁酯、醋酸乙酯等良好溶劑，開發(fā)了空氣噴涂的施工方法。1925年硝酸纖維素涂料的生產(chǎn)達(dá)到高潮。與此同時(shí)，酚醛樹脂涂料也廣泛應(yīng)用于木器家具行業(yè)。在色漆生產(chǎn)中，輪碾機(jī)被逐步淘汰，球磨機(jī)、三輥機(jī)等機(jī)械研磨設(shè)備在涂料工業(yè)中推廣應(yīng)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(shù)，發(fā)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(fā)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(tǒng)方法，開創(chuàng)了涂料工業(yè)的新紀(jì)元。到1940年,三聚氰胺-甲醛樹脂與醇酸樹脂配合制漆，進(jìn)一步擴(kuò)大了醇酸樹脂涂料的應(yīng)用范圍，發(fā)展成為裝飾性涂料的主要品種，廣泛用于工業(yè)涂裝。
大發(fā)展年代
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，合成樹脂涂料品種發(fā)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(chǎn)環(huán)氧樹脂，為發(fā)展新型防腐蝕涂料和工業(yè)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(lián)邦德國法本拜耳公司投入工業(yè)化生產(chǎn)。1950年，美國杜邦公司開發(fā)了丙烯酸樹脂涂料，逐漸成為汽車涂料的主要品種，并擴(kuò)展到輕工、建筑等部門。第二次世界大戰(zhàn)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(jì)50～60年代，又開發(fā)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(lián)邦德國克納薩克·格里賽恩公司發(fā)明了乙烯類樹脂熱塑粉末涂料。殼牌化學(xué)公司開發(fā)了環(huán)氧粉末涂料。美國福特汽車公司1961年開發(fā)了電沉積涂料，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。此外，1968年聯(lián)邦德國法本拜耳公司首先在市場(chǎng)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(chǎn)品中的有機(jī)溶劑用量大幅度下降,甚至不使用有機(jī)溶劑,開辟了低污染涂料的新領(lǐng)域。隨著電子技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展,以有機(jī)硅樹脂為主的元素有機(jī)樹脂涂料,在50～60年代發(fā)展迅速，在耐高溫涂料領(lǐng)域占據(jù)重要地位。這一時(shí)期開發(fā)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的還有雜環(huán)樹脂涂料、橡膠類涂料、乙烯基樹脂涂料、聚酯涂料、無機(jī)高分子涂料等品種。
隨著合成樹脂涂料的發(fā)展，逐步采用了大型的樹脂反應(yīng)釜（見釜式反應(yīng)器），研磨工序逐步采用高效的研磨設(shè)備，如高速分散機(jī)和砂磨機(jī)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(yīng)用，涂裝技術(shù)也發(fā)生了根本性變化。20世紀(jì)50年代，高壓無空氣噴涂在造船工業(yè)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(fā)展起來的，它適用于大規(guī)模流水線涂裝，促進(jìn)了粉末涂料的進(jìn)一步推廣。電沉積涂裝技術(shù)是60年代適應(yīng)于水溶性涂料的出現(xiàn)而發(fā)展的，尤其在超過濾技術(shù)解決了電沉積涂裝的廢水問題后，進(jìn)一步擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。
新階段
1973年以來，由于石油危機(jī)的沖擊，涂料工業(yè)向節(jié)省資源、能源，減少污染、有利于生態(tài)平衡和提高經(jīng)濟(jì)效益的方向發(fā)展。高固體涂料、水型涂料和粉末涂料的開發(fā)，低能耗固化品種如輻射固化涂料的開發(fā)，是其具體表現(xiàn)。1976年，美國匹茲堡平板玻璃工業(yè)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(fā)了有機(jī)-無機(jī)聚合物乳液,應(yīng)用于建筑涂料等領(lǐng)域。功能性涂料（見涂料）成為70年代涂料工業(yè)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(fā)展很快。電子計(jì)算機(jī)已在涂料生產(chǎn)和測(cè)試、管理中使用。機(jī)器人（機(jī)械手）已廣泛應(yīng)用于特殊場(chǎng)合或危險(xiǎn)場(chǎng)合代替人工進(jìn)行涂裝。
這一階段有如下特點(diǎn)：①以現(xiàn)代的科學(xué)理論為指導(dǎo),有目的地進(jìn)行研究開發(fā)工作,加快了發(fā)展的進(jìn)程，例如：現(xiàn)代化學(xué)的理論應(yīng)用在涂料工業(yè)中，涂料助劑得到廣泛推廣使用，從而使涂料工業(yè)的產(chǎn)品性能和生產(chǎn)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(duì)涂料質(zhì)量的測(cè)試，已從測(cè)定表面現(xiàn)象轉(zhuǎn)向測(cè)定涂料內(nèi)在質(zhì)量的趨勢(shì)，例如更加重視測(cè)定合成樹脂的分子量與分子量分布以了解合成樹脂的質(zhì)量，用掃描電鏡觀察涂膜的微觀結(jié)構(gòu)等指導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)。