涂料的消光原理及方法

　　近【jìn】几年以来，我国的涂料工【gōng】业方兴未【wèi】艾，涂料【liào】总产量【liàng】也跃【yuè】居【jū】世界的前列，形成了一【yī】个与此【cǐ】相关的产业群体【tǐ】，积【jī】极推动着传统涂装领【lǐng】域的技【jì】术革命和发展。在这期间高【gāo】光泽的亮光涂料【liào】以其【qí】色泽鲜【xiān】艳、明亮等优点深【shēn】受消费【fèi】者的喜爱，并【bìng】在相【xiàng】当长的时【shí】间内一统着涂料市场。但【dàn】是，随【suí】着人们生活【huó】水平的不断提高，一方面【miàn】消费者感觉到了高光泽的亮【liàng】光涂【tú】料成膜后反【fǎn】光比较严重，对人的眼睛有害;另一方【fāng】面消费者的审美【měi】观念越来越倾向于休闲、时尚和个性化。再【zài】加上我国【guó】汽车【chē】和家电【diàn】行业蓬勃发【fā】展的【de】需【xū】求。这些因素【sù】就导【dǎo】致了人们对【duì】具有柔和外观的低光【guāng】泽涂料的需求急剧增【zēng】加。同时，也【yě】使得如何生产具【jù】有消光性能【néng】的涂料成为涂料【liào】设计师们必须【xū】考虑的问题。

　　1. 消光原理

　　结合涂膜表面光泽【zé】产生的机理【lǐ】和影响光【guāng】泽【zé】的因素，人们认为【wéi】消光就是【shì】采用各种手段【duàn】，破坏涂膜的光滑性，增大涂膜的表面微观【guān】粗糙度，降低涂膜表【biǎo】面对光线的反射【shè】。可以分为物理消【xiāo】光和化学消【xiāo】光两种方式。物【wù】理消光【guāng】的原理为：，加【jiā】入消光剂，使涂料在成膜【mó】过【guò】程，表【biǎo】面【miàn】产【chǎn】生【shēng】凹凸不平，增【zēng】大对【duì】光的散射和减少反【fǎn】射。化学消【xiāo】光是靠在涂料中引入一些例如聚丙【bǐng】烯接枝物质类能【néng】吸收光线的结构或基团来获得低【dī】光【guāng】泽。

　　2. 消光方法

　　消光剂在现今【jīn】的涂料行业，人们普【pǔ】遍采用的是加【jiā】入消【xiāo】光剂【jì】的方法。主【zhǔ】要有以【yǐ】下几【jǐ】类：

　　(1) 金属皂

　　金属皂是早期人们【men】常用的【de】一种消光剂，它主要是一【yī】些金属硬脂酸【suān】盐，像【xiàng】硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬【yìng】脂酸钙、硬【yìng】脂酸镁【měi】等等。其【qí】中硬脂酸铝【lǚ】应用的最多【duō】。金属皂的【de】消光原理是基于它和涂【tú】料成份的不【bú】相容性【xìng】，它【tā】以非常细的颗【kē】粒悬浮在涂【tú】料中，成膜【mó】时则分布在涂膜的【de】表【biǎo】面，使涂膜表面产生微观粗糙【cāo】度，降低涂【tú】膜【mó】表面【miàn】光的反射而达到消光目【mù】的。

　　(2) 蜡

　　蜡是使用较早应【yīng】用较为广泛的【de】一【yī】种消光剂，它属于有机悬浮【fú】型消光剂。在涂料【liào】施【shī】工完毕后，随【suí】溶剂的挥发，涂【tú】膜中的蜡析出，以微细的结晶悬浮在【zài】涂膜表【biǎo】面，形成一层散射光线的粗糙【cāo】面而起到消光作【zuò】用。蜡【là】作为消光剂的特点是使用【yòng】简便【biàn】，并且可以赋予【yǔ】涂膜良好的【de】手【shǒu】感和耐【nài】水、耐湿热、防【fáng】沾【zhān】污性【xìng】。但蜡层【céng】在涂【tú】膜表面形成后也会阻止溶【róng】剂【jì】的【de】挥发和【hé】氧气的渗入，影【yǐng】响涂膜的干【gàn】燥和复【fù】涂。今【jīn】后的发展趋势是合成高分【fèn】子蜡与二氧【yǎng】化硅并用，使其获得最佳消光效果。

　　(3) 功能型细料

　　体质【zhì】颜料，如硅藻【zǎo】土、高岭【lǐng】土【tǔ】、气【qì】相二氧化硅等都【dōu】是专用作消光剂【jì】的【de】功【gōng】能细【xì】料，它属于无机填【tián】充型【xíng】消光剂。在涂膜干燥【zào】时，它们的微小【xiǎo】颗粒会在涂【tú】膜表面【miàn】形成微【wēi】粗糙面，减少光线的反射获得【dé】消光外观。这类消光【guāng】剂的消光效果要受到很【hěn】多因素的制约。以二【èr】氧化硅为例【lì】，它在用作消光剂【jì】时【shí】，其颗【kē】粒【lì】的【de】孔体积、平【píng】均粒径及粒径分布、干【gàn】膜厚度以及颗【kē】粒表面是否经过处理【lǐ】等因素，都会影响到它的消光效果。实验表明较大的孔体积、粒径分布【bù】均【jun1】匀并且粒径大小和【hé】干膜厚度相匹配的二氧化硅【guī】，其消光【guāng】性【xìng】能【néng】较为优良【liáng】。

　　除以上三类常用的消光剂外，有些干性【xìng】油，如：桐油也【yě】可【kě】以在涂料中做【zuò】为消光剂【jì】使【shǐ】用。它主要是利用桐油中共【gòng】轭【è】双【shuāng】键的高反应活性，使涂膜底面不同的氧【yǎng】化交联速度【dù】使涂膜表面产生凹凸不平而【ér】达到消光效果【guǒ】。

　　涂【tú】料为获得低光泽，消【xiāo】光剂起了不可【kě】替【tì】代【dài】的作用【yòng】。但【dàn】它在使用【yòng】过程中，仍存【cún】在着诸多缺陷等待改进【jìn】，如【rú】消【xiāo】光剂的选取和使用条件较为苛【kē】刻【kè】;消光剂的价格偏高，国内用的消光剂多数需从国外进【jìn】口【kǒu】，这就使【shǐ】得【dé】低光泽【zé】涂料的价格也随之【zhī】上涨【zhǎng】;国内生产的消【xiāo】光剂因多含有环眯【mī】类物质，因【yīn】此所得涂膜易【yì】泛黄，耐烘烤性【xìng】差。如何生产性能优【yōu】良价位【wèi】适中的消光剂，仍是【shì】涂料【liào】工作者需要解决的【de】问题之【zhī】一。

　　3. 消光树脂

　　树脂是涂料必不可少【shǎo】的一种成份【fèn】，因此就有【yǒu】人合成出【chū】消【xiāo】光用树脂【zhī】，利【lì】用它和其它树脂【zhī】作用成膜【mó】获得【dé】低光【guāng】泽。可以避免使用消光剂【jì】，降【jiàng】低涂料成本。国外已有【yǒu】相应的【de】产品上市，国【guó】内的辜继先和姜其斌等人也都对此做了研究，并先后合成【chéng】出丙烯酸系【xì】消【xiāo】光树脂，用【yòng】在粉末涂料中【zhōng】，效【xiào】果颇佳【jiā】，并消除【chú】了涂膜易泛黄，耐烘【hōng】烤【kǎo】性差等缺陷。它的【de】机理：一【yī】是利用消【xiāo】光树【shù】脂中官能【néng】团和涂料组成中的【de】固化剂与【yǔ】另外树脂【zhī】固化温度【dù】的【de】不同，产生先后固化，使涂膜表面产生不均匀收缩，从而破坏涂膜表面的光滑【huá】性，产生消光。二是增大两种树脂之间的表面张【zhāng】力差，使涂膜收缩不均【jun1】匀产生微【wēi】粗【cū】糙度。姜其【qí】斌合成的消【xiāo】光树【shù】脂就【jiù】是【shì】有此原因才产生消光效果。三是在合【hé】成【chéng】树脂中【zhōng】引入相容性差的单【dān】体【tǐ】，涂料成膜使这些单体会促【cù】使合成【chéng】树脂从【cóng】涂膜中部分【fèn】析出，从而增大【dà】涂膜表面的微观粗糙度【dù】，获得低光【guāng】泽。

　　低光泽涂料在【zài】未来的涂料市场中会越来越引起人们的【de】关注，这【zhè】就使得消光问【wèn】题【tí】愈加重【chóng】要。合成性能优【yōu】良的改【gǎi】性消光剂(如用高分子蜡【là】表面处理的二【èr】氧化【huà】硅等)和合成消光树【shù】脂无疑将【jiāng】成为人们研究的重【chóng】点。

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