涂料的消光原理及方法

　　近几【jǐ】年以来，我国的涂料工业方兴未【wèi】艾，涂料总产量【liàng】也跃居世界的【de】前列，形成了一个与此【cǐ】相关的产业【yè】群体，积【jī】极推动【dòng】着传统涂【tú】装领域的技术革【gé】命和发展。在这期间高光泽的亮光涂料以其色泽【zé】鲜艳【yàn】、明亮等优【yōu】点深受消费者【zhě】的【de】喜爱，并在相当长的时间内【nèi】一【yī】统着【zhe】涂【tú】料【liào】市场。但【dàn】是，随着人们生【shēng】活水平的不【bú】断提高，一方面消费【fèi】者感觉到了【le】高光泽的亮光涂料【liào】成膜后反光比较严重，对人的眼【yǎn】睛有害;另一方面消费【fèi】者【zhě】的审美【měi】观念越来越【yuè】倾向【xiàng】于【yú】休闲【xián】、时尚和个性化。再加【jiā】上我【wǒ】国汽【qì】车和家电行业蓬【péng】勃发展的需求。这些【xiē】因素【sù】就导致了人们对具有柔和外观的低光【guāng】泽涂【tú】料的需【xū】求急剧增加。同时，也【yě】使得如【rú】何生产具有消光性能的涂料成为涂【tú】料设计师【shī】们必须【xū】考【kǎo】虑的问题。

　　1. 消光原理

　　结合涂膜表面【miàn】光【guāng】泽产【chǎn】生的机理和【hé】影响光泽的因素，人们认为消光就是采用各种手段，破坏【huài】涂膜【mó】的光滑【huá】性，增大涂膜的表面微观粗【cū】糙度，降【jiàng】低涂膜表【biǎo】面对【duì】光【guāng】线的反射。可以分为物理消光和【hé】化【huà】学消光两种方式。物理消光的【de】原理为：，加【jiā】入消光【guāng】剂，使涂料在成膜过【guò】程【chéng】，表【biǎo】面产生凹凸不平，增大对光【guāng】的散射和【hé】减少【shǎo】反射。化学消光是靠在涂料中引【yǐn】入一些例如【rú】聚丙烯接【jiē】枝物质【zhì】类能吸收光线的【de】结构或基团来获得低光泽。

　　2. 消光方法

　　消光【guāng】剂在【zài】现今【jīn】的涂料【liào】行业，人们普遍【biàn】采用的是加【jiā】入【rù】消光剂的方法。主要有以下几类：

　　(1) 金属皂

　　金【jīn】属【shǔ】皂是【shì】早期人们常用的一种消光剂，它主要是一【yī】些金【jīn】属【shǔ】硬【yìng】脂酸盐，像硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙【gài】、硬脂酸镁等等。其中硬脂【zhī】酸铝应用的【de】最多【duō】。金属皂的【de】消【xiāo】光原【yuán】理是基【jī】于它和涂料成【chéng】份的不相容性，它【tā】以非【fēi】常细的颗粒悬浮在【zài】涂料中，成膜时【shí】则分布【bù】在涂膜的【de】表面，使涂膜表面产生微【wēi】观粗糙度，降低涂膜表面光的反射而达到消【xiāo】光目的。

　　(2) 蜡

　　蜡是使用较早应用【yòng】较为广泛的一种【zhǒng】消光剂，它属【shǔ】于有机悬【xuán】浮型消光剂。在涂料施【shī】工完毕后，随溶剂的挥【huī】发，涂膜中的蜡【là】析出，以微细的【de】结【jié】晶悬浮在涂膜表【biǎo】面【miàn】，形成一层散【sàn】射光线的粗糙【cāo】面而起到消光作用。蜡作【zuò】为消光剂的特点是使用【yòng】简便，并且可【kě】以【yǐ】赋予涂膜良好的【de】手感和耐水、耐湿热、防沾【zhān】污性。但蜡层在涂膜表【biǎo】面形成【chéng】后【hòu】也会阻止溶剂的挥发和氧气的渗入【rù】，影响涂膜【mó】的【de】干【gàn】燥和复【fù】涂。今后的发展趋势是合成高【gāo】分【fèn】子蜡【là】与二氧化硅【guī】并用，使其获得最【zuì】佳消光效果。

　　(3) 功能型细料

　　体质颜料，如硅【guī】藻【zǎo】土【tǔ】、高【gāo】岭土【tǔ】、气相【xiàng】二【èr】氧化硅等都是专用作消光【guāng】剂的功能细料，它【tā】属于无机【jī】填充型消光剂。在涂膜干【gàn】燥时，它们的微小【xiǎo】颗粒会在涂膜表面【miàn】形成微粗糙面，减【jiǎn】少光线的【de】反射获得消光外观。这类消光【guāng】剂的消【xiāo】光效果要受到很多因【yīn】素的制约。以二氧化硅为例，它【tā】在用【yòng】作消【xiāo】光剂时，其【qí】颗粒【lì】的孔体积、平均粒径及粒径分【fèn】布【bù】、干【gàn】膜厚度以及颗粒表面是否经过处理等因素，都会影响到它的消光效果。实验表明较大的【de】孔体积、粒径【jìng】分布均匀【yún】并且粒【lì】径大【dà】小【xiǎo】和【hé】干膜厚度相【xiàng】匹配的【de】二氧化【huà】硅，其消光【guāng】性能较为优良。

　　除以上三类【lèi】常用的消光【guāng】剂外，有【yǒu】些干性【xìng】油，如【rú】：桐油也可以在涂【tú】料中做【zuò】为消光剂使用。它主要是利用桐油中共轭双键【jiàn】的高反应活性，使涂【tú】膜【mó】底面不【bú】同的氧【yǎng】化交联速【sù】度使涂膜表面产生凹【āo】凸不平而达【dá】到消光效果【guǒ】。

　　涂料为获得低光【guāng】泽【zé】，消光剂起了不可替代的作【zuò】用。但它在使用过程中，仍存在【zài】着诸多缺陷【xiàn】等待改进，如消光剂的选取和使用条【tiáo】件较为苛刻;消光【guāng】剂的【de】价【jià】格偏高，国内用的消光【guāng】剂多数需【xū】从国【guó】外【wài】进【jìn】口，这就使【shǐ】得低光泽【zé】涂料的【de】价格也随【suí】之【zhī】上涨;国内生产的【de】消光剂因【yīn】多含有【yǒu】环眯类物质【zhì】，因此所得【dé】涂膜易泛黄，耐烘烤性差。如【rú】何生【shēng】产性能优【yōu】良价位适中的消光剂，仍是【shì】涂料工作者【zhě】需要解决的问题之【zhī】一。

　　3. 消光树脂

　　树脂是涂【tú】料【liào】必【bì】不可【kě】少的一种成份，因此就有【yǒu】人合【hé】成出消光用【yòng】树脂，利用它和【hé】其它树脂作用成【chéng】膜获得低光【guāng】泽【zé】。可以避【bì】免使用消光【guāng】剂【jì】，降低涂料成本。国外【wài】已有相应的产品上市，国内【nèi】的辜继先【xiān】和【hé】姜【jiāng】其斌等【děng】人也都对此做【zuò】了研【yán】究，并先后合成【chéng】出【chū】丙烯酸系消光树脂，用在粉末涂料中【zhōng】，效果颇佳，并消除【chú】了【le】涂膜【mó】易泛黄，耐烘烤【kǎo】性差【chà】等缺陷。它的机理：一是利用消光树【shù】脂中官能团和涂料组【zǔ】成中的固【gù】化剂与另外【wài】树脂固化温度的不同，产【chǎn】生先后固化，使涂膜表面产生不均匀收缩，从【cóng】而破坏涂膜【mó】表面【miàn】的光滑【huá】性【xìng】，产生消光【guāng】。二是【shì】增大两种树脂之间【jiān】的表面张力差，使涂膜收缩不均匀产生微粗糙度【dù】。姜其斌合成【chéng】的消【xiāo】光树脂就【jiù】是有【yǒu】此原因才【cái】产生消光效【xiào】果。三是【shì】在合成树脂中引【yǐn】入相【xiàng】容性【xìng】差的单体，涂料成膜使这些单【dān】体会【huì】促使合成【chéng】树脂从涂膜中部分析出，从而增大涂膜表【biǎo】面的微观粗糙度【dù】，获得低光【guāng】泽。

　　低光泽涂料在未来【lái】的涂料市场中会越来【lái】越引起人们的关【guān】注，这就使得消光问【wèn】题愈加【jiā】重要【yào】。合成性能优【yōu】良的改【gǎi】性消光剂(如用高分子蜡表面处【chù】理【lǐ】的二氧化硅等)和合成【chéng】消光树脂无疑【yí】将成【chéng】为【wéi】人【rén】们研究【jiū】的重点。

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