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涂料工業發展史

發布時間:2015-12-24 15:39:14

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。
  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。
 
  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。 
 
  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。



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