涂料的發(fā)展
涂料是一種用途極為廣泛的涂覆在各種材料表面的高分子材料,通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ苛夏茉谖矬w表面形成一層連續(xù)的薄膜(涂層),不管物體本體材料性質(zhì)如何,所形成的薄膜可具有與構(gòu)成物體的主體材料完全不同的結(jié)構(gòu)、性能及色彩,在工業(yè)、國防與日常生活各個領(lǐng)域中我們所接觸到的產(chǎn)品和物體大多被涂料所覆蓋。
水性納米涂料涂裝前后對比
涂料的應(yīng)用開始于史前時代,我國使用生漆和桐性作為涂料至少有4000年以上的歷史,秦始皇墓的兵馬俑已使用了彩色的涂料,在馬王堆出土的漢代文物中更有精美的漆器。埃及也早已知道用阿拉伯膠、蛋白等來制備色漆,用于裝飾。11世紀(jì)歐洲開始用亞麻油制備油基清漆,17世紀(jì)含鉛的油漆得到發(fā)展,而且在1762年在波士頓就開始了用古磨制漆,此后工業(yè)制漆得到較快的發(fā)展。盡管涂料的應(yīng)用與生產(chǎn)有漫長的歷史,但它只能以一種技藝的形式相傳,而不能進入科學(xué)的領(lǐng)域。這種情況至今還影響著不少人對涂料的看法,認(rèn)為涂料是靠傳援的工藝。另一方面,我國最早的涂料所用原料主要是天然的桐油和大漆,因此涂料被稱為油漆。
自然,現(xiàn)在的涂料已不是舊時的模樣了,它已進和科學(xué)的時代。涂料的時代,涂料第一次和科學(xué)結(jié)合是20世紀(jì)20年代杜邦公司開始使用硝基纖維素作為噴漆,它的出現(xiàn)為汽車提供了快干、耐久和光澤好的涂料。30年代W.H.Carothes以及其后他的助手P.J.Flory對高分子化學(xué)和高分子物理的研究,為高分子科學(xué)的發(fā)展結(jié)下了不解之緣。30年代開始有了醇酸樹脂,后來它發(fā)展成為涂料中最重要的品種—醇酸漆。第二次世界大戰(zhàn)時,由于大力發(fā)展合成乳膠,為乳膠漆的發(fā)展開闊了道路。40年代Ciba化學(xué)公司等發(fā)展了環(huán)氧樹脂涂料,它的出現(xiàn)使防腐涂料有了突破性發(fā)展。50年代開始使用聚丙烯酸酯涂料,聚丙烯酸涂料具有優(yōu)良的性質(zhì),如優(yōu)越的耐久性和高光澤,結(jié)合當(dāng)時出現(xiàn)的靜電噴涂技術(shù),使汽車的發(fā)展又上了一個臺階,例如出現(xiàn)了高質(zhì)量的金屬閃光漆。在50年代,F(xiàn)ord Motor公司和Glidden油漆公司發(fā)展了陽極電泳漆,以后PPG又發(fā)展了陰極電泳漆,電泳漆不但是一種低污染的水性漆,而且進一步提高了涂料防腐蝕的效果,為工業(yè)涂料的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。60年代聚氨酯涂料得到較快的發(fā)展,它可以室溫固化,而且性能特雖優(yōu)異,盡管價格較貴,但仍受到重視,是最有前途的現(xiàn)代涂料品種之一。
盡管高分子科學(xué)的發(fā)展的涂料科學(xué)的最重要的基礎(chǔ),但單是高分子科學(xué)并不能使涂料成為一門獨立的學(xué)科。涂料不僅需要有聚合物,還需要各種無機和有機顏料以及各種助劑和溶劑的配合,藉以取得各種性能。為了制備出穩(wěn)定、合用的涂料及獲得最佳的效果,還需要有膠體化學(xué),流變學(xué)、光學(xué)等方面理論的指導(dǎo)。輕此,涂料科學(xué)是建立在高分子科學(xué)、有機化學(xué)、無機化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)和表面物理、流變學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和顏色學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上的新學(xué)科,正因為涂料科學(xué)涉及如此多學(xué)科的理論,因此,長期以來不能發(fā)展成為一門科學(xué)。當(dāng)然,涂料并不是各種相關(guān)學(xué)科的簡單并合,而是以它們?yōu)榛A(chǔ)建軍立超具有本身特點的獨立學(xué)科,包括涂料的成膜理論、表面結(jié)構(gòu)與性能、涂布工藝及各種分析測試手段和理論,以及各種應(yīng)用品種的有關(guān)理論等等。
自從20世紀(jì)80年人以來,能源、材料與環(huán)境已成為具有時人特征的三大課題。使用涂料是保護材料的重要手段,也是對各種材料進行改性以賦予新性能的最簡便的方法。涂料中大量使用溶劑,它們是大氣污染的重要來源,因此,發(fā)展低污染的水性涂料是環(huán)境保護的需要;另一方面,又由于有涂料的保護,從而減輕了材料的破壞所引起的環(huán)境的污染;涂料更是美化環(huán)境的重要材料,自然,涂料的使用也和能源有一定的關(guān)系?,F(xiàn)在,涂料已經(jīng)和國民經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高,國家高科技和軍事技術(shù)的發(fā)展有著密切的關(guān)系,可以說涂料工業(yè)的水平是國家現(xiàn)代化標(biāo)志之一。
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