涂料工業在新世紀初的發展
時間:2004-09-20
劉國杰（北京富特斯化工科技有限公司 現代涂料與涂裝網 北京 100083） 摘 要 闡述了涂料工業的特點，國內涂料行業現狀，并按環境友好型涂料、工業專用涂料、特種功能涂料、助劑和溶劑分類作了詳細介紹，還就涂料行業管理體制創新，信息和科技進行了論述。關鍵詞 涂料 行業特點 國內現狀 發展方向 1 緒論 1.1 涂料的組成、作用涂料俗稱油漆，是一種涂覆在物體（被保護和被裝飾對象）表面并能形成牢固附著的連續薄膜的配套性工程材料。 涂料是由成膜物、溶劑（有機溶劑或水）、顏料與填料、助劑組成。早期的成膜物主要是油脂、大漆和其他天然樹脂（有機和無機），“油漆”因此而得名。隨著大量的合成樹脂進入涂料工業，單純沿用“油漆”這一名稱已不恰當，隨改稱“有機涂料”（organic coatings）。近年來，無機涂料得到較快發展，“有機涂料”一詞顯然已不確切，統稱“涂料”較為合適。國外文獻中常有paints and coatings，這并不是指“油漆”和“涂料”之意，而是同義重復，一般譯為“涂料”即可概括原意。當然，paint和coating單獨使用時，還有其他的含義。因“油漆”一詞由來已久，往往把“油漆”和“涂料”等同使用，已約定俗成，習以為常，專業人員不會產生誤解。社會上（尤其是一些銷售涂料部門）確有把“涂料”與“油漆”分開的現象，誤以為內外墻乳膠漆才叫“涂料”，把溶劑型涂料稱為“油漆”。這顯然是錯誤的。二者都是涂料。涂料在施工后成膜，主要起保護、裝飾、標志和特殊作用。 保護作用是使被涂物體免受環境介質的侵蝕、風化、摩耗，延長物體壽命。裝飾作用是賦予物體各種顏色，猶如衣服包裝人的外表一樣，起到裝點環境、美化生活的作用。標志作用是指各種交通標識，輸送不同物料的化工管道外壁的不同標識，以表示警告、危險、安全、前進、停止等，使交通人員和化工操作人員便于操作。特種涂料除了具有傳統的保護、裝飾作用外，還可以在特定條件下滿足光、熱、磁、電、輻射、防污、防霉、殺菌等特殊要求，滿足高科技與國防工業發展要求，是正在迅速發展的高附加值的新品種。 1.2 涂料的分類涂料的花色品種數以千計，分類方法也很多。按有無顏料可分為清漆、色漆；按形態可分為水性涂料、溶劑型涂料、粉末涂料、高固體分涂料、無溶劑涂料等；按涂膜固化方式可分為自干涂料、烘干涂料、輻照固化涂料等；按用途可分為建筑涂料、汽車涂料、飛機蒙皮涂料、木器涂料等；按施工方法可分為噴漆、浸漆、電泳漆、澆鑄漆等；按工序可分底漆、膩子、二道漆、面漆（底色漆）、罩光漆等；按效果可分為絕緣漆、防銹防腐漆、防污漆、防霉漆等。 以上分類各有側重，不能全面反映涂料的本質。如何科學地對涂料進行分類，一直是業內人士不斷探索的一個課題。從1967年開始，原化學工業部確定按成膜物類型將涂料分為17大類，另加輔助材料1類，共18大類。這種分類方法沿用了30多年，執行中遇到不少問題。比如，一個涂料品種含有2種以上成膜物，究應歸屬哪一類？雖然有許多補充規定，還是常有些難以自圓其說的尷尬。又比如氟樹脂改性丙烯酸樹脂，用聚氨酯固化劑固化，是歸屬丙烯酸類，還是歸屬氨酯或有機氟樹脂類？難以敲定。涂料技術迅速發展，幾種成膜物用物理或化學方法復合改性的情況越來越多，18大類的分類法已不適應，看來按應用目的來分類比較恰當，國內有關部門也正在按這個方向修訂涂料產品分類方法標準。 從國內外涂料技術發展來看，應將涂料分為建筑涂料、工業涂料、特種涂料三大類，每大類再分為若干小類。比如，建筑涂料中有內、外墻涂料、防水涂料、地坪涂料等；工業涂料中有汽車涂料，橋梁涂料，卷材涂料，木器涂料等；特種涂料中有飛機飛行器用涂料，防污涂料等。按應用目的分類，同一個涂料品種含有多種成膜物組分也不會產生矛盾，方法也比較簡單，比較符合發展需要。 美國2000年涂料產量600萬t左右，其中建筑涂料產量占50%，產值占38%；工業涂料產量占36%，產值占40%；特種涂產量占14%，產值占22%。 我國2001年涂料總產量究竟多少？報道的數據不一。其中，建筑涂料估計在30%～40%（也有資料報道在50%以上），特種功能涂料在8%～10%，其余為工業涂料。由于涂料產品分類方法新標準尚未頒布，目前國內仍執行18大類的分類標準法。 1.3 涂料工業特點涂料化學工藝過程分為涂料制造工藝和涂料應用施工（涂裝）工藝兩大部分。涂料制造是以成膜物（油脂、樹脂）、顏料、填料、溶劑和助劑為基本原料，制成不同用途的涂料產品。涂料制造商提供的涂料產品是半成品，施涂在被涂物體表面，通過不同方式固化形成高分子干涂膜，才是正式產品，對物體表面起保護、裝飾或標識與特殊作用。施工應用（涂裝）包括被涂物體表面處理、施工方法及所用設備、涂膜的干燥與性能評價。涂料制造與涂裝兩部分工藝密不可分，不能偏廢任何一方。以使用要求為“龍頭”，從涂料性能及使用是否簡便的角度對涂料質量提出要求，可使涂料品種更好地適應使用要求。涂料提供過去比較忽視涂裝工藝的配套研究，阻礙了涂料品種的正常發展，失去了一些商機，讓外商占去了不少的涂料市場。國內涂料制造者應從中吸取教訓。 1.3.1 產品應用的廣泛性和專用性涂料廣泛地應用于國民經濟和國防各部門及人民生活中，其服務面十分廣泛。但每個部門、每一服務對象對涂料性能的要求不同，必須生產不同性能、不同規格的涂料產品，以滿足不同的使用要求，所以涂料又具有專用性。有一些通用性較好的涂料品種具有較好的綜合性能，能滿足諸多方面的使用要求。這類品種產量大、應用廣，是傳統涂料品種中的骨干產品。 1.3.2 具有加工工業性質涂料所用的成膜物、顏填料、溶劑和助劑四大類原料，除極少數特殊組分需自制外，基本上都可從市場上購得，從而使涂料行業帶有“來料加工”的性質。如前所述，涂料產品只是一種半成品，必須在涂裝之后體現其作用，離開了使用對象，涂料也就失去了意義。這說明涂料產品是一種服務性的配套材料，不僅決定了涂料工業帶有加工工業性質，而且也決定了涂料工業必須緊跟國民經濟與國防工業的發展，緊跟人民生活水平提高對涂料提出的新需要，相應發展和超前發展。 1.3.3 知識密集度高涂料雖具有加工工業性質，但技術更新換代要快，知識密集度很高。涂料生產使用的原材料多，工藝多樣化。而且由于品種繁雜，產品配方設計、原料選擇具有很高的技術性、技藝性，不僅涉及無機、有機、物化、分析、高分子、膠體等基礎化學，還涉及物理、機械、計算機學科。涂裝工藝也很復雜，包括表面處理、涂裝施工、涂膜固化、產品評價及減少污染等，還涉及界面、電子、能源、環境等多種學科。各種化工新材料、新技術的引入，賦予涂料以許多優良性能，將涂料提升到化工新材料系列，更增加了涂料與涂裝的知識密集程度。早在上個世紀60～70年代，日本將制造業的技術密集度定為100，而料則為279。發展到現代，涂料知識密集度要超過這個定位。 1.3.4 投資少，見效快，入門容易，持續規模化發展較難涂料屬精細化工產品，和大宗化工產品相比，具有投資少、利潤高、投資回收快的特點，加之它屬于加工工業，吸引了許多業內外人士投資辦企業，小涂料企業遍地開花，導致涂料市場競爭的復雜性與無序性。確有一些民辦、三資涂料企業成為業內佼佼者，上升為“明星”企業。一些涂料企業領導者由于對涂料是知識密集度高、技術更新換代快的特點認識不足，不久就成為市場競爭的失敗者。有的年產值超億元甚至達十多億元的大涂料企業，也只曇花一現。 1.4 國內涂料行業現狀 1.4.1 產量穩步增加自改革開放以來，我國涂料產量逐年增加（見圖1）。2000年，國有企業及產品年銷售收入在50萬元以上的非國有企業的涂料總產量為183.9萬t，僅次于美國和日本，居全球第三位。2001年，包括小涂料廠產量在內的全國涂料總產量在250萬t左右，居世界第二位。但我國人均涂料消耗量不足2kg/人·a，只相當于全球人均消耗量的一半多一點（工業發達國家涂料人均消耗量最高超過15kg/人·a）。從這點上看，我國涂料工業發展空間較大。 全球2000年涂料總產量2 500萬t左右，每年以3%的速率增長，發展勢頭趨緩。相比之下，我國2001年涂料產量、產值與利潤是高速度增長的 （表1） 按國有企業和年銷售額500萬元以上的非國有企業統計，我國2001年涂料總產量181.6萬t，比2000年減少了1.27個百分點，但涂料消費量卻上升了0.92%，達到196.28萬t（因進口量比2000年18.09萬t增加了43.35%）。我國涂料工業總產值和實現利潤的增長速率不僅遠遠高于全球3%的平均增長速率，而且高于國內石化工業和全國工業的增長速率。從表1可以看出，2001年涂料工業產值和利潤在石油和化學工業中分別占3.46%和1.69%，在全國工業中分別占0.62%和0.40%。這說明涂料工業已在我國國民經濟中占有一定地位。 （見中國涂料行業例年產量圖1） 我國三大涂料產區即長江三角洲（華東地區）、珠江三角洲（中南地區）和包括北京、天津在內的華北地區的涂料產量、銷售收入和實現利潤如表2所列。 （見表2） 從表2可以看出，長江三角洲（華東地區）的涂料產值只占行業的44.6%，而銷售收入和利潤卻分別占51.2%和61.7%，說明高檔品種在增加。其中，上海、江蘇、浙江三個省市的產值占華東地區的78.18%，占全國的34.87，是行業中穩健發展的地區。 中南地區2001年涂料產值和銷售總額增長率雖然略大于行業的平均值，但利潤卻減少3.42個百分點，說明低附加值的產品比例在增加。廣東省是該地區的涂料生產大省，其產值占該區的43.24%，占全國的12.24%，涂料總產值排在上海、江蘇、浙江的前面，居全國首位。但廣東省2001年的涂料產值比2000年下降了7.53%，利潤下降超過4%。 華北地區有京、津、冀三省市支撐，市場巨大。由于南方涂料大舉涌入，該地區涂料制造商的市場份額縮小，使本地涂料產量降低。 西南、西北、東北三個地區的涂料總銷售額占全行業的8%以下，這與其區域經濟發展比較遲緩有關。 1.4.2 產品結構發展長期以來，國內一般以合成樹脂所占比例的大小來評價涂料產品結構是否合理。這是過時的評價方法。以涂料產品的低污染化程度來評價涂料產品結構的合理性，才符合涂料新發展要求。 上個世紀60年代，石油化工的發展為涂料用的合成樹脂提供了豐富的原料，促使合成樹脂涂料迅速發展。合成樹脂涂料在性能上一般優于以天然油脂為主要原料的油基涂料，加之當時國內油脂（尤其是食用油）缺乏，滿足不了涂料發展的要求，國家、行業與企業都大力提倡發展合成樹脂涂料，自然形成了以合成樹脂漆所占比例多少來作為評判涂料產品結構是否合理、先進的標準。不僅國內30多年來一直沿用這個不成文的評判標準，就是日本涂料行業也仍在使用這個方法。 當前，減少涂料生產對環境的污染日益受到人們的關注，合成樹脂在涂料中所占比例多少，已不能作為評判現代涂料品種結構是否合理和先進的標準。況且，現在天然油脂是利用太陽能生產，節省能源，對環境的污染相對較少。油基涂料經高科技改進，性能在大幅度提高。某種程度上還提倡涂料生產多使用天然油脂。根據這些進展，歐美國家早已摒棄了用合成樹脂涂料所占比例作為描述涂料產品結構是否合理的做法，而是采用以環境友好型涂料品種的發展來反映涂料產品的進展。如美國1999年描述其涂料產品結構是：低污染涂料品種占81.5%，傳統溶劑型涂料占18.5%。據預測，到2005年，傳統溶劑型涂料將只占10%，環境友好型涂料將增加到90%。這種涂料產品結構是比較先進的。 日本至今仍然以合成樹脂所占比例來評價其涂料產品結構。1997年日本合成樹脂涂料已占總涂料產量的95%以上，但它的涂料產品水性化程度比美國、西歐要低得多。 全球涂料產品結構總的發展趨勢見表3。從表3看出，傳統溶劑型低固體分涂料在逐年降低，低污染型涂料在逐年增加，尤以水性涂料、粉末涂料增幅較大，是最受推薦的環境友好型涂料。而高固體分溶劑型涂料則呈下降趨勢（絕對產量仍在緩慢增加），其中的無溶劑（輻射固化）涂料增幅也較大。 （見表3） 我國尚未用低污染涂料產品比例來評價產品結構?！笆濉保?001～2005年）涂料行業發展規劃如表4所示（只列出了粉末涂料的發展規劃，沒有列出其他低污染涂料品種的進展趨勢）。 （見表4） 2 環境友好型涂料——涂料工業發展的主要方向 2.1 概述為了便于施工應用，傳統涂料使用大量的有機溶劑來溶解和稀釋。在施工和固化成膜后，有機溶劑會揮發于大氣中，有些涂膜固化過程中也產生揮發性有機化合物逸至大氣中。這些揮發性有機物質（volatile organic compounds）簡稱為VOC。在大氣中，在太陽光和熱的作用下，VOC與氧化氮等反應，形成光化學煙霧，導致空氣質量變差。VOC對人體的影響可分為三種類型：一是氣味和感官，包括感官刺激，使人感覺干燥；二是黏膜刺激和其他系統毒性導致的病態，即刺激眼黏膜、鼻黏膜、呼吸道和皮膚等，而且很容易通過血液造成大腦障礙，從而導致中樞神經系統受到抑制，使人產生頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感覺，三是基因毒性和致癌性。 許多國家都先后頒布了限制VOC的法規。美國在1966年頒布的“66法規”是世界上限制VOC的第一個法規。這一法規規定涂料中有機溶劑體積分數不得超過17%。在當時看來，這個限值很嚴。有些國家也陸續頒布了有關環保法令。這對水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料等環境友好型涂料的發展起了促進作用?！?6法規”頒布30多年來，限制VOC的環保法規日嚴，規定工業涂料VOC在250～450g/L，水性涂料VOC≤250g/L（相當于溶劑含量6.67%）。德國藍天使環境標志的標準規定VOC≤1.05g/L。有的標準對涂料中重金屬含量也有限值規定。適應國內住房產業和建材產業的發展，建筑裝飾裝修用涂料量大而且增速快，2001年我國先后出臺了GB18581-2001《室內裝飾裝修材料——內墻涂料中有害物質限量》、HBC12-2002《環境標志產品認證技術要求——水性涂料》和GB50325-2001《民用建筑工程室內環境污染控制規范》等。除HBC12-2002標準外，其他三個標準都是強制性的標準，是我國第一次對涂料中有害物質作強制性限制，雖然比美國“66法規”晚了35年，但仍是很大的進步。 GB18581-2001、18582-2001強制性條款分別 見表5、表6 這兩個強制性國標（尤其是GB18582-2001）頒布后，在北京等地區引起了一場關于VOC限值先進性的辯論。這是一個很大的進步，說明我們在向國際先進水平邁步。但國際是市場準入的標準，北京、上海等先進地區和企業可以制定高于國標的地方標準和企業標準。GB18582-2001對VOC限值的規定與美、德相關標準的比較見表7。 GB18582-2001規定的VOC≤200g/L，似乎比美國標準先進，但不扣水，實際上比美國標準低。因為不扣水的VOC 200g/L相當于扣水的VOC 410g/L。北京地方法規規定的VOC≤125g/L，相當于扣水下的VOC為250g/L。有的學者建議，下次修訂VOC限值標準時，可改為扣水后平光水性內墻涂料的VOC為250g/L，非平光水性內墻水性涂料的VOC為380g/L，好與國際接軌。強制性國際的頒布執行，有利于規范涂料市場，把發展環境友好型涂料提到日程上考慮。這無疑會推動其迅速發展。 （見表7） 2.2 環境友好型涂料 2.2.1 水性涂料 2.2.1.1 有關名詞術語 ①環境友好型涂料水性涂料是產量大、發展最快的環境友好型涂料。從表7可以看出，即使達到環境標志要求的水性涂料，也不能稱之為“綠色涂料”。這是因為，不僅其中仍含有少量有害的VOC，而且涂料所用原料不一定都符合綠色化學化工要求，因此稱為環境友好型涂料比較合適。國內外已就此取得共識。 ②水性涂料水性涂料（water borne coatings）或水性漆（water borne paint），以前分為水溶、水分散和水乳化三種類型。被分散的粒子直徑在0.01～0.1μm的稱為水分散涂料；粒徑在0.1μm以上的稱為水乳化涂料；粒徑在0.01μm下的稱為水溶性涂料。 近年來，有的文獻已把水乳化和水分散兩種類型籠統稱為水分散涂料（water dispersible coatings）。隨著高分子液體技術的發展，人們對水溶性（water souble）樹脂有了新認識。過去用胺（氨）中和或一元酸中和的含鹽基的低聚物，如電泳涂裝用的陽、陰離子水性樹脂及其他胺中和的水性樹脂，都稱為水溶性樹脂，并有專著敘述。這其實是一種誤導。實際上，它們并不溶于水中，而是其有機溶劑的胺鹽溶液可經水稀釋后形成相當穩定的聚合物聚集體的分散溶液?，F在一般用“水稀釋涂料”（water-reducible）這一術語來描述這一類水性涂料，是指用水來稀釋溶劑中的樹脂，形成樹脂在水中的分散體。水稀釋樹脂還包括那些含親水基團分散在水中的低分子樹脂。 由此看來，可以用“水分散涂料”這一術語來概括水性涂料。考慮到行業的習慣用法，可用“水乳化涂料”與“水稀釋涂料”來分別加以描述，不宜再用水溶性涂料這一名稱，因水溶性涂料是指樹脂能真正溶于水中的涂料。 2.2.1.2 品種 如上所述，水性涂料的主要品種可用“水稀釋涂料”和“水乳化涂料”描述。電沉積涂料和水性丙烯酸環氧、醇酸的浸涂漆、噴漆屬于水稀釋的分散體涂料。電泳漆有陽極電泳漆和陰極電泳漆之分。 ①水稀釋涂料用水性的馬來酸酯化的環氧酯用于噴涂或浸涂施工鋼材底漆很重要，因為溶劑型低固體分底漆中VOC含量較高，降低困難，用水性底漆可有效降低VOC。水性底漆可排除火災危險，特別適合浸涂施工。飲料罐內壁水稀釋涂料的成膜物是苯乙烯、丙烯酸酯和丙烯酸與雙酚A環氧接技共聚物，產品是環氧/丙烯酸接枝共聚物、未接枝丙烯酸共聚物和未反應環氧樹脂的混合物。用二甲基乙醇胺等有機胺中和，用水性三聚氰胺甲醛樹脂作交聯劑，用噴涂施工，涂料貯存穩定。 水性稀釋丙烯酸樹脂，Mw/Mn是35000/15000，每個分子平均有10個羥基基團及5個羧酸基團，與水分散三聚氰胺甲醛交聯劑一起，可以達到相當于普通溶劑型丙烯酸磁漆的性能。這種涂料的不足之處是施工固體分低，采用噴涂、輥涂或簾涂施工，固體分的體積分數為20%～30%。但在汽車金屬閃光涂料中，低固體分是個優點，因為它能使鋁粉顏料在漆膜中達到較好的取向。 水稀釋醇酸樹脂中用仲醇或醚醇作溶劑制成酸值大于50（mgKOH/g）的樹脂，用氨水或胺中和，可用水稀釋，形成溶劑溶脹的聚集物的水分散體。不可用伯醇溶劑，以免在涂料貯存中和醇酸酯交換導致分子量和平均官能度降低。水分散醇酸樹脂的水解穩定性是一個問題。如用苯二甲酸酐或偏苯三甲酸酐半酯，水解穩定性較差。發生水解時，助溶的羧酸基鹽從樹脂分子上脫離，水分散體失去穩定性。將制成的醇酸樹脂和順丁烯二酸酐反應，部分順丁烯二酸酐加成到不飽和脂肪酸酯上，酸酐基然后用胺中和水解，給予所需的羧酸鹽基。這些酸鹽基是連結在樹脂分子的C-C鍵上的，不易水解。醇酸樹脂主鏈上有可能水解，但不會造成分散體不穩定。如用丙烯酸化的脂肪酸合成水稀釋醇酸樹脂及氨基甲酸酯改性水分散體醇酸，其水解穩定性可改善。 ②電沉積涂料電沉積涂料也稱電泳漆（electrocoat;electropaint;E-coat;ED;ELPO），有陰離子沉積涂料（陽極電泳漆）和陽離子電沉積涂料（陰極電泳漆）之分。前者是含羧酸基的樹脂，用氨水或胺中和形成酸鹽基而分散在水中，帶負電荷的凝集體挾帶顏、填料沉積到陽極工件上；后者是涂料中帶正電荷的凝集體，被吸引沉積在陰極工件上。 電泳漆用水作介質，減少了火災危險，加之復雜形狀工件的涂裝效率較高，基本上能流水線生產，故發展較快，在汽車底漆涂裝中使用普遍。陰離子電沉積涂料在全世界用作汽車車身底漆，在20世紀70和80年代已采用。中等分子量的聚丁二烯與馬來酸酐反應所制成羧酸取代的樹脂，是陽極電泳漆的最新一代基料，由于其主鏈全為碳-碳鍵鏈接，在浴槽中無水解之虞。 用于陰離子電沉積面漆的樹脂是使用丙烯酸（或甲基丙烯酸）和甲基丙烯酸-2-羥乙酯的共聚體體系，所帶的羥基基團可形成帶負電荷的粒子穩定的粒子分散體；其羥基以及羧酸基團可與氨基樹脂交聯。 陽極電泳涂料在防腐性能上不如陰極電泳涂料，所以后者用作汽車底漆，很快代替了前者。雙酚A環氧和甲苯二異氰酸酯（TDI）以及二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）的陽離子電沉積涂料只作底漆用。丙烯酸酯樹脂的封閉型脂肪族二異氰酸酯則可獲得較好的保色性和耐候性。漆膜厚度以中厚膜為好，兼顧了性能和成本價格平衡。陰極電泳涂料已發展到第四代、第五代，不含重金屬，漆膜外觀性能達到新的水平。PPG公司在2001年推出了無鉛電泳涂料（用稀土釔代替鉛），獲得了美國環境保護協會頒發的“總統綠色化學優勝獎”。 國內電泳漆品種發展也比較快，通過與外商合資與技術引進，與國外發展水平靠近，但自主開發品種仍顯不足。電泳漆雖然有涂裝效率高、VOC低、免除火災危險、涂膜厚度和性能均一等優點，但還有不足。均一厚度而又較薄的底漆膜對底材不易填平，對面漆外觀有影響。電泳底漆與面漆的附著力有時也有問題。主要是用作底漆，要用作面漆，第一道底漆須是導電膜，只能使用在少數場合。這些都是電泳漆開發的課題。 ③乳膠涂料乳膠涂料（latex coatings;emulsion coatings）或乳膠漆（latex paint;emulsion paint），有人主張用前一個名稱，因為emulsion有乳液的意思，易與真正乳液體系混淆。乳膠涂料是由水分散的聚合物乳液加顏填料、助劑等制成的水系涂料。 乳膠（rubber latex），是聚合物以乳狀液形式分散在水中形成的穩定水乳液體系，可以看成是液-液分散體系。但膠乳（latex;rubber latex）是高分子化合物的微粒分散在水中形成的穩定的水乳液體系的總稱。主要分樹脂膠乳和橡膠膠乳兩大類，也包括固體橡膠溶在有機溶劑中，然后再分散到水系介質中的體系。膠乳可以看成是固-液分散體系。在乳膠涂料系列中，乳膠與膠乳這兩種成膜樹脂都使用。 早在20世紀60年代，水乳膠涂料就開始用作建筑物內外墻和頂棚涂料。美國年產建筑涂料600萬t，一半是水乳膠涂料，大部分用作內外墻和頂棚涂料（90%以上的內墻涂料是水乳膠涂料）。德國1998年涂料總產量180多萬t，其中內墻和頂棚裝飾用乳膠涂料53多萬t。 近幾年我國乳膠涂料在建筑物內外墻、頂棚裝飾中的應用發展較快，以聚乙烯醇縮甲醛為基礎的內墻漆（牌號為105、106等）價格便宜，興旺了幾年，但由于其耐水性差而且內含游離甲醛量超標，用量逐漸減少，趨于完全被淘汰。醋酸乙烯、乙烯—醋酸乙烯乳膠涂料雖然性能優于105、106，樹脂中一般不含甲醛，價格適中，但耐水解和皂化性能差。苯乙烯-丙烯酸、純丙烯酸乳膠涂料的性能優于醋酸乙烯乳膠涂料和乙烯-醋酸乙烯乳膠涂料，現廣泛用于建筑物內外墻、頂棚的裝飾中，戶外使用耐久期達到8年以上。乳膠涂料在我國的使用量，按500萬元/a產值以上的企業統計，約60萬t/a，如要按全國每年涂料總消費量250萬t分析，建筑乳膠涂料消費量應在100萬左右。 純丙烯酸乳膠涂料和苯-丙乳膠涂料在工業上的應用也日益增長。丙烯酸類乳膠在廚房櫥柜和汽車原制件（OEM）涂料上的應用也日漸增加。例如OEM汽車底色漆-清漆系統中，以乳膠為基礎的底色漆也已開發成功。丙烯酸乳膠磁漆用于木材、金屬、水泥表面，國外也在大量推廣。 苯-丙、純丙乳膠涂料在國內已大量使用，外墻用彈性涂料和一些功能型建筑涂料，國內也在開發應用。但乳膠涂料用于建筑內外墻、頂棚的裝修以外的工業應用，國內開發較少。 近年來，丙烯酸酯的微乳液聚合技術在國外興起。微乳液是粒徑在10～100nm之間的乳液，是熱力學穩定的透明或半透明的膠體分散體系。普通乳液粒徑則在0.1～1μm之間，為白色不透明低黏度膠體分散液。據報道，平均粒徑增大1倍，最低成膜溫度增高2.8℃。粒徑越大，其涂膜致密性與光滑度越差。因微乳液的粒徑比普通乳液小1個數量級，所以其體積就小3個數量級，使微乳液的最低成膜溫度降低，并且有效粒子數大大增加，使之具有更好的成膜性（流平性、致密性、光澤）、對底材和顏料的濕潤性。 微乳液合成中使用較多的表面活性劑和助表面活性劑，會給微乳液性能帶來不利影響，一般獲得的微乳液固體分低。選用高效、多功能表面活性劑，可以使表面活性劑的用量大為減少，并可獲得固體分大于45%的微乳液，使微乳液向實用化跨進了一大步，但真正達到工業化使用，尚有許多工作要作。 丙烯酸乳液用有機硅改性，可以改善涂膜硬度、耐擦洗、抗沾污性。國內對此有許多報道。有機硅單體及預聚物易水解縮聚，在樹脂中的含量不易提高，故改性幅度不大，因為改性樹脂的性能是隨有機硅含量增加而提高的。市售的硅丙乳液，有機硅含量一般在5%左右。為克服這個困難，國內不少學者做了許多研究工作，選用位阻大、抗水性強的有機硅單體，控制反應溫度在60～65℃，pH=6～7，加水解抑制劑，有機硅在改性樹脂中含量可達25%，貯存半年穩定，性能改進明顯，但成膜溫度較高（20～40℃），從性價比來看，市場競爭力不強，仍有許多改進工作要作。聚氨酯分散體涂料、氟樹脂乳膠涂料在建筑裝飾裝修方面的應用也有發展（本文后面有關部分將有敘述）。 2.2.2 粉末涂料粉末涂料是固體分接近100%的無溶劑涂料，是國內外大力推薦的環境友好型涂料品種。1999年全球粉末涂料產量達70萬t，占涂料總量的3%。歐洲的粉末涂料產量占其涂料總量的15%，預計今后將以10%的速率增長。國內粉末涂料生產能力在10萬t/a以上，產量在6萬t/a以上，居亞洲第一位。品種以環氧-聚酯居多（75%以上），其次是環氧和聚酯-TGIC（異氰脲酸三縮水甘油酯），各占10%～15%。聚氨酯、丙烯酸粉末涂料較少。粉末涂料生產設備要求較高，投資少，不適合多品種、多花色輪番更迭生產，換品種、換顏色比較困難；涂裝中需安裝粉末回收裝置，防粉塵爆炸，設備投資大，固化溫度高，耗能大，不適合耐熱性差的塑料、木材、紙張等基材的涂裝，也不適合焊錫件、電子元件等不耐熱物器的涂裝；一次涂膜厚度達50～500μm，但許多應用場合并不需要這樣厚的涂膜，造成浪費；流平性差，漆膜外觀與裝飾性也是難點。粉末涂料的開發集中在降低固化溫度，采用無毒固化劑和新的固化方法上。如應用UV固化技術，改進裝飾性，國外在上世紀90年代中期就已在轎車面漆上試用，薄涂型粉末（膜厚20～40μm）需要粉末粒子粒徑分布集中在20～40μm范圍內。這些課題，國內外都在致力研究，國內處于追趕國外粉末涂料先進水平的階段。 2.2.3 高固體分和無溶劑涂料 2.2.3.1 高固體分涂料高固體分涂料（high solid coatings）是指在施工黏度下[一般指常壓下有氣噴涂，25℃，黏度（涂-4杯）15～20s；刷涂黏度60～90s]固體分質量分數在70%以上的溶劑型涂料。高固體分涂料和其他環境友好型涂料相比有它的優點：生產與涂裝工藝、設備、檢測評價的儀器和傳統的溶劑型相同，發展高固體分涂料不需增加設備投資；一次涂裝的膜厚是傳統涂料的1～4倍，可以減少施工次數；幾乎所有品種如醇酸（聚酯）、氨基、烯類（含丙烯酸）、聚氨酯涂料等都可相應地發展成高固體分涂料；能保持高耐久性、高裝飾性；能適應各種工業如航天、航空、海洋事業與國防高新技術發展的需要。1983～1993年，國外高固體分涂料所占比例每年增加5%，1995年在全球涂料中已占12.5%（表3），盡管2000年以后比例略有下降，但絕對值仍在增加。 高固體分涂料也有不足。降低成膜物分子量是降低涂料黏度和提高固體分的主要措施，但降低樹脂分子量給涂料施工與涂膜性能帶來許多新的問題。由于黏度低、固體分高，施工時易產生流掛（尤其是垂直面）和其他漆膜缺陷，雖然可以加防流掛劑等助劑來控制，但這會增加成本和生產工序。樹脂分子量降低會導致涂膜的耐化學藥品性、耐水性和物理性能降低。正是由于這些原因，涂料固體分只能隨技術進步而逐步提高。環保法規嚴格程度的提高很快，高固體分涂料中VOC的減少跟不上要求，也競爭不過水性、粉末等其他環境友好型涂料，故其發展速度趨慢。 從高固體分涂料品種看，氨基聚酯、氨基丙烯酸高固體分涂料（固體分質量分數70%左右），國外在20世紀90年代初已逐步在工業涂裝中推廣應用，主要用于汽車面漆。支鏈型多元醇、叔碳酸縮水甘油酯（Cardura E）的發展，促進了羥基聚酯樹脂的低黏度化，并改進了涂膜外觀、耐候性和其他物理機械性能。配上六甲氧甲基三聚氰胺（HMMM），固體分質量分數可以達到70%左右，采用對甲苯磺酸（P-TSA）和二壬基萘基二磺酸（DNNDSA）催化劑，可以在120℃下固化。氨基丙烯酸高固體分涂料品種中最適用的是引入Cardura E，利用丙烯酸酯齊聚物分子上羧基與Cardura E反應： （見Cardura E） 式中：R1，R2代表烷基，其總碳原子數為8～10；P-COOH表示含羧基的丙烯酸酯齊聚物。引入Cardura E ,增加了在有機溶劑中的溶解性，降低黏度，改進涂膜耐候性。用這種樹脂配制涂料，用HMMM交聯，在噴涂黏度下，固體分質量分數可達70%以上。130℃/30min固化，涂膜的力學性能、耐水性與耐二甲苯性、耐候性優于傳統的熱固性丙烯酸涂料，用于汽車漆涂裝。聚氨酯高固體分涂料。六亞甲基二異氰酸酯（HDI）三聚體為固體劑，低黏度羥基聚酯齊聚物和羥基丙稀酸齊聚物配合，可以制得較高固體分的聚酯聚氨酯和丙烯酸聚氨酯涂料，在噴涂黏度下的固體分質量分數可達60%以上。采用二環惡唑烷類活性稀釋劑，可使固體分提高10%以上。以HDI三聚體和不同分子結構的二元醇反應制成多異氰酸酯多元醇（PPO），用HMMM為交聯劑，在130℃/17min下固化，涂膜具有良好的抗酸雨性和抗UV光性，用于汽車面漆涂裝，具有良好的保光性。 醇酸樹脂高固體分涂料。醇酸樹脂量大面廣，植物油是其主要原料之一，是最早進行高固體分研究的品種。采用脂肪酸法合成長油醇酸樹脂，分子量分布窄化，可制得固體分60%左右的自干醇酸涂料。20世紀80年代阿克蘇公司已研制成功固體分達85%的氣干高固體分醇酸樹脂涂料，并在工業領域獲得應用。因為它符合美國“66法規”，又稱為無溶劑醇酸樹脂涂料。氣干高固體分醇酸涂料還可以用活性稀釋劑來提高固體分。稀釋劑有烯丙基醚、環乙縮醛、干性油型活性稀釋劑、雙環戊二烯衍生物（DCPD），以DCPD的效果最好。DCPD分子式為： （見DCPD） DCPD具有自動氧化性能，黏度極低，可使氣干性長油醇酸涂料固體分達90%以上。為改進高固體分醇酸的涂膜性能，使用有機鋁作交聯劑，加量2%（質量分數），可對涂膜全面性能有較大的改進。 2.2.3.2 無溶劑涂料無溶劑涂料(solvent-free coatings)或無溶劑漆（solvent-free paint）是一種不含VOC的涂料，涂料本身是液態的。這里介紹一般無溶劑涂料和輻射固化涂料兩類。 ①一般無溶劑涂料一般無溶劑涂料以無溶劑環氧樹脂涂料開發與應用較為成功。其主要組成有環氧樹脂、固化劑、活性稀釋劑、顏填料和助劑，是雙包裝體系（雙組分），固化劑為一包裝，其他組分為另一包裝。采用液態環氧樹脂，加入活性稀釋劑以降低黏度。活性稀釋劑中含1個以上的環氧基，本身黏度較小，不易揮發，毒性小，對環氧樹脂稀釋性強，活性大，通過多官能度固化劑與環氧樹脂相互交聯成網絡結構?；钚韵♂寗o溶劑化十分關鍵。所用固化劑也要求粘度小，交聯性大，不易揮發，多是可常溫固化的多元胺及其加成物。 無溶劑環氧涂料一道涂裝可達200～300μm，提高了工效，減少了VOC污染。漆膜具有優良的耐酸堿性、耐溶劑性、耐鹽霧性和耐磨性。可用于涂裝槽車、管道和貯罐的內壁、海上采油、裝載石油或海水的船艙。最適用于涂裝通風不良環境下的設備。近年來國內發展的工業地坪漆，就是用無溶劑環氧自流平的品種，有的用聚氨酯固化，取得了很好的經濟效益和社會效益。 這類涂料也存在一些缺點，如膜較脆、耐沖擊性不好、附著力稍低、使用期限太短，給施工帶來很大困難。而且漆的黏度高，需采用專用涂裝設備。有的用戶為降低黏度，有時加少部分溶劑稀釋，這樣就失去了無溶劑的意義。從應用角度出發，針對上述不足進行改進，是無溶劑環氧涂料的發展趨勢。 ②輻射固化涂料紫外線固化涂料（ultravioletcuring coatings，簡稱UV固化涂料）和電子束固化涂料（electron beam curing coatings，簡稱EB固化涂料）統稱為輻射固化涂料，由成膜物、活性稀釋劑、助劑組成，色漆還含有顏料與填料。由于是無溶劑涂料，固化速度很快（以秒計），節能生產效率高，所以發展很快。紅外線和微波輻射也用于固化涂料，但不包括在輻射固化范圍內，因為這種輻射是轉化成熱，從而激發熱固化。 輻射固化涂料發展較快，且市場潛力大。西方國家其他涂料領域均受到經濟衰退影響而下滑，但紫外線/電子束固化涂料市場卻要好得多。在國外紫外線固化涂料已非常普及，光纖涂料、CD涂料、苯胺印刷油墨和預制木地板涂料在20世紀90年代是以兩位數的速度增長。在美國“9·11事件”以后，UV固化/電子束固化涂料總增長率下降到2.5%左右。盡管如此，2001年全球輻射固化涂料銷售額仍達到9.55億美元，其中北美3.44億美元，歐洲3.5億美元，其他地區2.61億美元。在價值10多億美元的木器涂料市場上，輻射固化涂料還可以獲得約2億美元的市場份額。輻射固化涂料普及程度還在繼續擴大。 國內光固化涂料起步較晚，但發展十分迅速，增長速度居全球之首，在普通的光固化技術和產品方面，有顯著發展，受到國際同行矚目，但應用領域多為預制木地板、木器家具、印刷版等傳統領域，與國外相比有較大差距。國外光固化已在汽車涂料、信用卡和光盤用涂料、高性能光纖涂料、粉末涂料、水性涂料和噴涂的涂料中擴大應用。國內光固化技術也應努力擴大應用領域。 光固化涂料需用大量的活性稀釋劑（單體）以降低樹脂黏度。活性單體要無毒、低刺激或無刺激氣味，同時固化時不要引起涂膜的收縮，烷氧基化丙烯酸功能單體和乙烯基丁烷單體是兩類重要的無刺激性活性單體。光固化樹脂是低黏度和有特殊功能的齊聚物。具有球狀結構、可光固化的超支化齊聚物，不僅黏度低，而且可聚合的雙鍵多，光固化速度快，將是一類重要的新型齊聚物。它的開發將有利于發展光固化粉末涂料和可噴涂料等。除了傳統的丙烯酸、聚氨酯、環氧和相互改性的光固化樹脂外，液體聚丁二烯齊聚物具有疏水、彈性好的性質，有可能成為齊聚物新商品。 光引發劑。目前光固化主要是自由基光引發，它存在氧阻聚，固化后體積收縮大，影響附著力，對三維部件固化比較困難及深度固化差等不足。而陽離子光引發可克服這些不足，可加熱后固化，可適用三維部件固化。因此陽離子光固化體系仍是研究開發的熱點。但陽離子光引發體系也存在光固化速度低、受濕度和堿性氣氛影響大，單體和齊聚的品種少，而且價格偏高。隨著研究的進展，一些新的陽離子光固化的環氧稀釋劑和脂肪族環氧齊聚物已成功地用于陽離子固化體系，同時其應用范圍也擴大到光固化汽車涂料、高硬度耐磨的輻射固化涂料。 將自由基和光固化涂料結合在一起，可互相彌補它們各自的不足。如由丙烯酸型單體和齊聚物、環氧型的單體和齊聚物組成的光固化樹脂，既有陽離子引發劑，又有自由基引發劑，光照時體系中同時發生自由基和陽離子的固化反應。這種體系稱混雜光固化體系，實用性較強，乙烯基丁烷單體既能進行自由基聚合，又能進行陽離子聚合，適宜于混雜光固化涂料的調節單體。 光固化中所用光引發劑非常昂貴，每公斤價格約為55～66美元，一些光引發劑價格甚至高達176～200美元/kg。引發劑在光固化涂料中用量在10%～25%（質量分數）。如果能不用光引發劑，每公斤產品成本將降低10%～40%。雖然這將增加固化系統的成本，但設備成本易被消化掉。另外，光引發劑引發后體系中有殘留，分解產物有異味 ，不能直接包裝食品。目前國外已有不用光引發劑的UV自固化樹脂進入市場，正在塑料、金屬、木制品、紙張、汽車部件、木地板、包裝和家具等行業推廣應用。由于成本降低，市場正在拓展。 電子束固化涂料在國外占輻射固化涂料市場10%～12%的份額，不需要光引發劑，固化深度深，固化不受顏料影響，適用于接觸食品材料和醫藥衛生材料的涂裝，也適用于要求添加顏料和填料、要求深層固化的涂料。它的缺點是固化設備（電子加速器）的價格較昂貴。現在電子加速器的設備已有很大改進，價格已在大幅度下降，展示了新的發展前景。 3 工業專用涂料——涂料工業發展水平的標志工業專用涂料是涂料工業的主流產品，也是傳統涂料產品。和建筑涂料相比，平均附加值要高，性能要求更嚴格。工業專用涂料的水平，標志著一個國家涂料工業的發展水平，也是工業發達國家涂料工業重點發展的產品。工業專用涂料品種較多，這里只介紹幾種有代表性的品種。 3.1 專用建筑涂料前已述及，建筑涂料發展很快，在國內外均占涂料總量的40%以上。建筑涂料又屬化學建材產品，也屬工業涂料之列。 建筑涂料有內外墻涂料（也稱墻漆）、防水涂料、地坪漆，還包括金屬建筑材料防腐漆。內外墻涂料主要產品是乳膠涂料。墻漆中性能要求較高的是外墻涂料，要求耐候性、抗沾污性、耐擦洗、抗酸雨性優良，尤其是高層建筑外墻涂料要求耐久，以減少維修費用。在酸雨腐蝕嚴重地區的城市高層建筑，一般乳膠漆不敵酸雨腐蝕，尚需采用溶劑型純丙烯酸涂料、丙烯酸聚氨酯涂料。最近發展的溶劑型和水性有機硅-丙烯酸涂料、含氟樹脂涂料抗酸雨性及耐久性較優良，尤其是氟樹脂涂料耐久性更好。工業地坪漆發展較快，有室內用水泥地板漆，有室外用地坪涂料，要求在水泥底材上附著力好、耐磨耗。室內用水泥地板漆主要是環氧聚氨酯涂料，有的場所需要防靜電性能。室外用地坪涂料還有耐候性要求，底層以環氧和改性環氧的底漆為主，面層使用耐候性、耐磨性較好的脂肪族聚氨酯、氯化橡膠等品種，也有使用有機-無機復合型涂料的。 防水涂料是單獨或與胎體增強材料復合，分層涂刷或噴涂在需要進行防水處理的基層表面上，可在常溫條件下形成一個連續、無縫、整體且具有一定厚度的涂膜防水層，從而滿足工業與民用建筑的層面、地下室、廁浴間和外墻等部位防水抗滲要求，統稱為建筑防水涂料。 國內防水涂料主要品種有：合成高分子如聚氨酯、硅橡膠、聚丙烯酸酯及其改性瀝青產品；聚氨酯等聚合物與水泥復合防水涂料；橡膠改性瀝青防水涂料和水泥基滲透結晶型防水涂料。這類涂料也在向高固體分和水性化的環境友好型方向發展，并要求施工簡便，適用性強。 3.2 汽車涂料汽車工業是我國的支柱產業，在國民經濟中占有重要地位。2000年我國共生產各類汽車207萬輛。其中轎車約60.5萬輛，客車約55萬輛，微型車約30萬輛。到2005年，我國的汽車產量將突破320萬輛，轎車產量將達到110萬輛，汽車的總保有量將達到2465～2545萬輛。 2000年，我國的汽車涂料產量在15萬t左右，約占涂料總量（以180萬t計）的8%（發達國家汽車涂料一般占其涂料總產量的20%左右）。摩托車涂料產量約3萬t。預計到2005年汽車和摩托車涂料總需要量約30萬t。轎車用涂料的裝飾性與保護性要求較高，有底漆、中間層和面漆。底漆主要是陽離子電沉積涂料。所用品種主要是由多胺樹脂、環氧胺及封閉的多異氰酸酯（TDI）制成的水分散型陽離子電沉積涂料（國內研發的品種多屬此類）。另一種是乳液型，由多胺改性環氧樹脂、封閉的多異氰酸酯制成穩定的乳液，加入顏填料分散制成底漆。從國外引進的技術多生產這種類型。陰離子電沉積涂料在汽車上使用較少。在一般的汽車中也有采用普通的底漆的。 轎車用環氧樹酯、醇酸-氨基中涂涂料，要求與底、面漆的層間結合力好，抗石擊性強，雖然聚酯-氨基漆都可使用，但以封閉型聚氨酯中涂涂料的抗石性較好。一般汽車多數不用中間層。 轎車用面漆有原色漆和金屬漆。氨基聚酯、氨基丙烯酸是主流面漆品種。丙烯酸和聚酯面漆相比，二者的前期耐候性相近，在人工老化1000h后，聚酯面漆失光率迅速增加，而丙烯酸面漆失光率則增加較慢。金屬漆又稱金屬閃光漆。由金屬顏料如鋁顏料、云母珠光顏料或二者合用，配上透明顏料，制成面漆的底色漆，用清漆罩光制成金屬面漆，產生隨角變色的光效應，增加涂膜的裝飾性。汽車修補漆多用丙烯酸聚氨酯涂料，用脂肪族多異氰酸酯提高耐候性。 普通汽車及“雜牌”轎車也用更普通的涂料，如醇酸、硝基等涂料，而氨基醇酸面漆用量較多。從性能上講，轎車面漆裝飾性的要求不斷提高，用光澤、豐滿度、鮮映性、霧影等指標來評價，對樹脂淺色化、透明度及制漆技術、施工工藝要求逐步嚴格，所以轎車面漆的技術含量很高，是工業涂料的代表。防止酸雨腐蝕是世界性課題。汽車面漆的抗酸雨腐蝕早已提到日程上考慮。研究表明，用氨基樹脂交聯劑的氨基丙烯酸、氨基聚酯（醇酸）面漆，其抗酸雨腐蝕性最差。用有機硅改性丙烯酸，在丙烯酸樹脂中引入叔碳酸縮水甘油酯（cardura E），再用氨基樹脂交聯，涂膜抗酸雨性能大為提高。但抗酸雨性最好的面漆是用非氨基樹脂交聯的，如聚氨酯固化劑交聯的涂料。汽車底漆、中涂采用環境友好型涂料的比例較高，面漆的比例要低。降低汽車面漆中VOC含量是重要的課題。 3.3 卷材涂料卷材涂料（coil coatings）或稱卷鋼涂料或彩板涂料，是冷軋鋼板、鍍鋅鋼板、不銹鋼板、鋁板在加工成最后產品之前的預涂裝涂料（precoating）。這是一種在第二次世界大戰后逐步發展起來的工業專用涂料。1996年全世界卷鋼涂料消耗量已達30余萬t，彩板產量約1800萬t，鋼彩板占85%以上，其次是鋁彩板，每年約以3%～5%速度增長，2000年卷材涂料產量已超過40萬t。預涂卷材主要用于屋頂、護墻板。汽車制造、船舶內部裝飾、家用電器、家具、集裝箱、炊具等領域逐漸采用。它可以和有機塑料膜、橡膠復合制成復合型金屬，以代替塑料、木材、膠合板，具有裝飾性好、不易變形、耐久性好的優點，擴大了它在家具、辦公用品、建材、室內裝飾裝修材料中的應用，已成為不可或缺的新一代裝飾材料。 預涂彩板質輕、性優、價廉，受到市場青睞，而且卷材涂料具有獨特的優點： （1）涂裝連續生產。溶劑型涂料揮發的溶劑90%以上得到回收，回收的溶劑焚燒產生的熱量又可用于烘干漆膜，減少了VOC對大氣的污染，同時又節約涂膜干燥的能源消耗，使溶劑型涂料一直能在卷材涂料中發展。 （2）涂裝效率接近100%。流水線涂裝，生產成本降低，最后用戶無須再涂漆，減少投資；而且用彩板制造的產品，質量優于制好成品再涂漆的產品，因而受用戶歡迎。國內卷材涂料生產起步于20世紀80年代，當時化工部涂料工業研究所研制成功卷材涂料，在內蒙古包頭市油漆廠生產，在上海寶鋼廠、武漢鋼鐵廠應用。上海振華造漆廠在1987年自美國引進預處理和系列卷材涂料，在寶鋼廠投入使用，2001年振華廠的產量已達到3000t以上。目前國內年產量在千噸以上的卷材涂料企業有10多家。卷鋼涂料有底漆、面漆、背面漆。底漆有環氧、聚酯；面漆，以聚酯漆用量最大。為提高涂膜性能，采用有機硅改性丙烯酸涂料。為滿足耐酸雨和超耐久性要求，上海振華造漆廠采用熱熔融流平的氟樹脂涂料PVDF，國外有采用溶膠-凝膠工藝生產硅氧改性聚酯的。 為提高固化速度，滿足流水線涂裝要求（300m/min以上），國外采用UV光固化涂裝，也有用熱固化和光固化混合工藝的。 3.4 橋梁涂料鐵路是國民經濟的命脈，我國正加速發展鐵路建設，鋼結構橋梁逐步增多，需要涂料保護。電氣化鐵路中的輸電鐵塔、接觸網以及各種金屬機具也需要涂裝。橫跨江河的鐵橋如不用涂料保護，極易銹蝕而破壞。橋梁涂料是重要的工業專用涂料。建造橋梁時，鋼構件可以在工廠預涂防銹底漆與面漆，橋梁建成后要再涂一次面漆，施工均是手工操作。特別是橋梁維修較困難，要先除去舊漆，然后涂底漆、面漆，勞動強度大，維護費用高，因此對橋梁漆的耐久性要求較高。 橋梁涂料有底漆、中間層和面漆。底漆要求對底材附著力及與上層結合力好，防銹性能優良。過去采用紅丹防銹底漆，因紅丹毒性大，現在多采用環氧富鋅底漆。中間層采用環氧云鐵（云母氧化鐵）涂料，利用片狀云鐵粒子隔斷水汽作用，提高底漆防銹性能。普通橋梁面漆多以醇酸樹脂為成膜物，配以鋁粉、鋅粉、石墨和云鐵等顏料，耐久性可達20年?；以畦F氯化橡膠面漆和環氧富鋅底漆配合，適用于沿海地區和嚴重污染地區的鐵路鋼橋[33]。 近年來，新開發的環境友好型水性無機硅酸鋅涂料用于鋼結構防銹漆“衛鋼寶”，可使用20～50年。溶劑型和水性氟涂料面漆可達到超耐久性要求（20年以上）。 為降低維修費用，除要求涂料耐久性優良之外，還要施工簡便。涂料都要自干，要求涂料在刷涂、噴涂時耐垂流，而又流平性好，對底材濕潤性好。維修施工在涂層未完全破壞時就重涂，不需除掉舊漆，可以節省除掉舊漆層所花費的人力。國外已有能完全覆蓋橋梁原有舊漆層的漆料，100%的固體分，對原漆層附著力好。 3.5 管道容器涂料石油、天然氣和化工廠物料輸送管道的使用愈來愈普遍。油、氣及流體化工原料的貯存容器，大型商場日用品輸送管道，內外壁都需要涂料保護。 長途輸送油、氣與物料的管道，內壁要用涂層防腐，減少輸送阻力，耐磨。外壁要防土介質腐蝕（地下埋管）和大氣腐蝕（地面管），經受各種氣候條件考驗。根據被涂材質選擇涂料，如對鋁、鎂等輕金屬不能使用鐵紅和紅丹防銹漆，因它們與底材會形成原電池而發生化學反應，使底材腐蝕，應選用鍶黃和鍶鈣黃防銹漆。對混凝土應選用耐堿性好的乳膠漆或過氯乙烯漆。 管道與貯罐外用面漆，應根據所處的環境及運行工況條件進行選擇。在大氣條件下要選用耐候性好的涂料如醇酸、丙烯酸、脂肪族聚氨酯等。內壁涂層的面漆應選擇耐油、氣性好的環氧涂料、聚氨酯涂料等。地下及水下的管道容器外層面漆可用耐水性好的煤瀝青、樹脂改性煤瀝青等。也要針對溫度、酸堿鹽物質濃度、物理力作用等因素，選擇有相應耐受力的適宜的覆蓋涂層。 輸送油、氣的鋼管內壁防腐涂層的涂裝已有技術標準可循（如《鋼質管道熔結環氧粉末內涂層技術標準》、《鋼質管道內涂層流體涂料補口工藝》、《鋼質管道流體涂料內涂層風送擠涂工藝》、《液體環氧涂料內防腐涂層鋼管技術條件》等）。目前國內石油系統從國外引進了三條管道內涂生產線，用于管道的防蝕內涂，分別設在大慶、勝利和青縣。 油氣輸送管道推薦使用減阻內涂技術。著名的西氣東輸管道直徑φ1067，長4000km，輸氣壓力10MPa，未內涂的粗糙度40μm，內涂后粗糙度10μm，管輸費0.855元/m3。如采用減阻內涂技術，可以節省費用20億元人民幣。管道和容器涂料的發展趨勢是涂料多功能化，施工技術進一步簡便可靠。熔結的環氧粉末涂料系列產品及粉末涂料與熱塑性樹脂熔結物是高性能的組合。如阿克蘇-諾貝爾公司的Resicoat是這種產品的主要品牌。 阿克蘇分部——國際保護性涂料公司的Intertherm系列產品，可用于高熱環境（最高到500℃）的管道和容器；用于溫度230℃的干濕循環的絕緣管道，對溫度急劇變化的熱沖擊有很好的抵抗力。 3.6 聚氨酯涂料聚氨酯涂料是指成膜物分子中含有氨酯鍵，賦予涂料許多優良性能，并能與許多各具特色的合成樹脂復合改性。這就決定了它具有優良的綜合性能，其中的耐久性、防腐性是大“賣點”。 聚氨酯涂料不僅有優良的溶劑型品種，而且可以制成高固體分、水性、粉末涂料。其剛性、柔性、彈性能很好平衡，防腐、耐候、內用、外用綜合性能優良，在工業涂裝中應用廣泛，市場日益擴大。 美國2000年聚氨酯涂料在建筑業（木地板、水泥地板）的用量達7.5萬t，運輸業（主要是修補涂料）的用量為7.3萬t，貯油罐和管道用48萬t。國內聚氨酯涂料在建筑裝飾裝修、木器中用量最大，其次是防腐領域，總的年用量超過20萬t。國內對聚氨酯水分散體涂料的研究開發十分重視，聚氨酯粉末涂料也在發展。 噴涂聚脲彈性體（spray polyurea elastomer，簡稱SPUA）技術號稱21世紀的涂裝工藝革命，是國外聚氨酯技術發展最快的領域，是近10年來繼高固體分涂料、水性涂料、輻射固化涂料、粉末涂料等環境友好型涂料涂裝技術之后的又一項新的環境友好型施工技術。施工不受環境條件影響，固化速度快，可在5s內凝膠，1min可達步行強度，可在任何形狀的物體上施涂；固體分100%，一次施工厚度可從數百微米到數厘米。彈性涂膜具有優異的理化性能，如拉伸強度、伸長率、柔韌性、耐磨性、耐老化、防腐蝕性能等?？稍?50℃下長期使用，可承受350℃的短時熱沖擊?？梢耘涑筛鞣N需要的顏色，使用專用施工設備，施工效率高。SPUA技術是一種多功能涂裝技術，全面突破了其他環境友好型涂裝技術的局限。在貯罐及貯罐圍堰、混凝土看臺裝飾及防護、影視業等道具制作、主題公園、娛樂場所、耐磨襯里、水處理設施、海洋及海岸設施、運動場地等方面得到廣泛應用。青島海洋化工研究院已從國外引進聚脲彈性體噴涂專用設備及技術，正在國內大力推廣。聚脲彈性體中含脲基，與聚 氨酯涂料主要含氨酯基不同：聚脲反應 R—NCO+R1—NH2→RNHCONHR1 聚氨酯反應 R—NCO+R1—OH→RNHCOOR1 聚脲彈性體根據不同使用要求，可以用芳香族多異氰酸酯，也可用脂肪族多異氰酸酯。 4 特種功能型涂料——滿足國家高科技發展特殊需要的新品種 特種功能型涂料（special functional coatings）既是特種涂料（special coatings），又是功能型涂料（functional coatings），除了具有保護、裝飾的傳統功能外，還具有能滿足各種特定條件下特殊要求的功能，是涂料的一個極重要分支。它們不僅要滿足國防尖端產品和高科技發展的特殊要求，而且要滿足國民經濟各部門新發展的特殊要求。品種很多，國內先后有專論和專著發表。 特種涂料中以艦船涂料、重防腐涂料、道路標志涂料和航空涂料的用量較大，在近年出版的工業涂料與涂裝技術叢書中有專論。海洋的民用與軍用艦船的船底防污涂料是特種涂料，在船舶涂料、海洋涂料、特種功能性涂料等專著中都有論述。介紹重防腐涂料內容的專著較多，是防腐蝕涂料中的特種涂料。高等級公路、汽車專用道路和高速公路的發展，帶動了道路標志涂料、夜視涂料的發展。我國航空事業發展很快，大型客機主要依靠進口，國產客機與戰斗機數量在逐漸增加，航空用涂料（包括飛機維修涂料）用量也在增加，質量要求較高，受到業界重視，先后有專著發表。 下面介紹發展中的幾種特種功能型涂料。 4.1 氟碳樹脂涂料 2000年世界氟樹脂生產能力為10萬t，預計2005年可上升至12萬～14萬t，主要廠家有杜邦、日本旭硝子、大金、DIC（大日本油墨）等，年生產能力從3000～20000t不等。涂料用氟碳樹脂所占比例較大。 氟碳樹脂的F-C鍵能高（485kJ/mol），分子結構合理。氟碳樹脂涂料（PVDF）和中低溫與常溫固化的氟碳樹脂涂料（FEVE）用于建材、卷材、建筑外墻、超高的鋼鐵構件、跨海大橋的防腐，國外有使用20年以上的記錄。這兩類氟碳樹脂涂料國內都在使用，PVDF主要依賴進口，每年使用數百噸；常溫固化氟碳樹脂涂料（FEVE）正在大力推廣，年消耗量數百噸。氟碳樹脂具有超耐候性、化學穩定性、優良透光性及很低的表面能，在特種功能性涂料中得到大量應用。 4.1.1 凈化環境的氟涂料納米二氧化鈦（TiO2）、鈦酸鈷（CoTiO3）、鈦酸亞鐵（FeTiO3）等，都是非常好的光催化劑，可以氧化空氣中的細菌，生成CO2和H2O；可以在短時期內殺滅細菌、消臭和去除油污；可以將大氣中的有害氣體SOX、NOX、CO、苯去除。 只有氟樹脂作為基料，才能抗光催化劑的氧化作用，保持化學穩定性好，涂膜不至于短期粉化脫落。氟涂料的光透射率高，耐候性好。用氟樹脂和光催化劑制成涂料，涂覆于高層建筑物外墻、構筑物的柵欄骨架表面，對避免大氣中有毒物質的污染十分有效。如涂于內墻，可凈化室內空氣、防霉、除臭、殺菌，保證清潔的居室環境，是很有前途的一類建筑涂料。利用水性氟樹脂也可獲得等同效果。 4.1.2 防燃、防火含氟樹脂涂料一般氟樹脂和含氟樹脂中氟原子量占25%～50%，氟樹脂本身具有自熄和阻燃功能。如乙烯-三氟氯乙烯共聚物（BCTFE）的限氧指數（LOI）為64，聚偏氟乙烯（PVDF）的LOI為44，乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）的限氧指數為30，都高于空氣中的氧含量，故在空氣中可以自熄，表現出較高的阻燃性能。均聚的四氟乙烯的最高LOI值為95，可稱為不燃物。又因含氫量減少，故在高溫下形成高碳硬殼，效果更好。特別是阻燃、防火含氟樹脂涂料用于薄型鋼結構的市場前景看好。薄型鋼結構是重要的建材。 4.1.3 熒光含氟樹脂涂料建筑內外墻熒光涂料，既有夜間標示作用，更有夜間裝飾與節能作用，應用越來越廣。但熒光涂料對成膜樹脂要求比較苛刻，首先要求耐候性和耐久性，因為長余輝熒光粉的壽命在8～10年，一般樹脂難以達到。還要求涂膜的透光率在80%以上，以滿足熒光材料的吸收光能要求和放射光的光度要求。再者，樹脂本身要求化學穩定性很高，不能對熒光材料有化學侵蝕。含氟樹脂具備了上述要求，是熒光材料的良好配套材料。水性含氟樹脂也能達到同等效果。 4.1.4 含氟樹脂電熱涂料含氟樹脂電熱涂料對采暖工程意義十分重大，只要一層薄薄涂層，即可加熱室內空氣，同時還可將氟樹脂或涂料制成藝術品，美化環境，市場前景較廣闊。 含氟電熱涂料不僅可以取暖，還可以用于鐵軌熔雪、機翼除冰、電線去霜等場合。 4.2 有機硅樹脂功能涂料 4.2.1 溶膠-凝膠法制備的卷材涂料預涂鋼板在建筑物中應用愈來愈廣，卷材涂料也是重要的建筑涂料。氯基樹脂交聯的卷材涂料抗酸雨性能差，要利用溶膠-凝膠法將前驅體四乙氧基硅烷引入羥基聚酯中： (四乙氧基硅烷) （見凝膠法） 式中，P-OH代表羥基聚酯； 代表四乙氧基硅烷。分子中有4個乙基，但在水解、縮合交聯之后，乙基隨反應產生的乙醇而失去，變成聚酯-氧化硅（有機-無機）雜化體系。這種有機-無機復合，改進了卷材涂料的耐候性、抗酸雨性，大大提高了涂料的功能，也是納米材料改性涂料的一種方法。 4.2.2 多功能的陶瓷復合含硅彈性涂料日本SKK化研株式會社正在我國推廣一種外墻涂料——陶瓷復合含硅彈性涂料（CERAMI CLEVN），據稱是SKK專利技術——先進的陶瓷復合技術，采用彈性丙烯酸硅樹脂為原料，使涂膜耐久性能更好，既富有彈性，又抗沾污，透濕性好，防水性佳，成為耐久、抗沾污的新一代彈性涂料。由于采用特殊配方技術，該涂料還可防霉、防藻，是一種多功能彈性外墻涂料。 所謂陶瓷復合技術，如前所述，就是用制備高級陶瓷技術中的溶膠-凝膠方法，將氧化硅和丙烯酸樹脂制成無機-有機復合涂料。 4.2.3 水性無機涂料無機涂料（inorganic coatings）是普通涂料的一個品種，發展很快，尤其在國外。無機涂料所用原料為硅酸鹽和硅溶膠，取材于自然界，來源豐富，對環境污染小，一般制成環境友好型水性涂料，故受到人們青睞。很早就有無機富鋅防銹底漆問世，具有優良的防銹性能。后來，無機涂料逐步擴大應用在建筑外墻、內墻，特別是利用無機材料耐熱、防霉、阻燃等特點，在許多功能性內墻涂料中擴大應用，在國內已有一定發展。在普通水性無機涂料配方中，有機乳膠樹脂占相當大的比例（20%以上），以達到增韌的目的。 近年來，國外涂料界非常重視水性無機涂料的發展，技術上已有大的突破，配方中用于增韌的有機乳膠樹脂較少（＜5%），對其成膜機理研究較為深入。作為無機涂料中成膜物的硅酸鹽、硅溶膠可自動滲入水泥面，使含顏、填料的涂膜在固化劑作用下發生硅化作用而與底材牢固結合成一體，在1000℃以上條件下，仍然耐熱，不會龜裂剝落，除非底材龜裂才會使無機涂料涂膜龜裂，但即使這樣也不會剝落。歐洲已有使用20年以上的歷史。自身還具有防火、阻燃、反射光線、不褪色等特點，而且耐酸、堿，不滋生霉菌或藻類。還可制成呼吸性涂膜，具有自潔功能和耐水性，像人的皮膚一樣既不滲水，又能使基體內的水分蒸發而排出，基材保持干燥，涂膜不起泡，不泛黃與剝落。施工簡便，不需涂底漆，可噴涂、刷涂。這是一類很有發展前景的涂料。 5 助劑和溶劑——不可或缺的涂料組分 5.1 助劑 5.1.1 分類在涂料生產、貯存、施工和成膜過程中，均需分別添加不同的助劑（additionagent），以改進涂料和涂膜的性能。有的助劑還能賦予涂料某些新的功能。助劑已成為涂料不可或缺的組成部分。 涂料用助劑種類繁多，數以千計。一般按其用途和結構分類。 按用途分類有：生產涂料時使用的助劑，包括濕潤劑，乳化劑，分散劑，消泡劑等；在貯存和運輸中發揮作用的助劑，包括分散劑，防沉劑，防結皮劑，防腐劑，防霉劑，凍融穩定劑，消泡劑等；在施工和涂膜干燥時發揮作用的助劑，包括防流垂劑，流平劑，浮色發花防止劑，催化劑，固化促進劑，乳膠漆的成膜助劑等；涂膜中發揮作用的助劑，包括紫外線吸收劑，光穩定劑，附著力促進劑，防劃痕劑，增光劑，防粘連劑，流平劑，防霉劑，消光劑等；具有特殊作用助劑，包括阻燃涂料，防污涂料，滅蟲涂料等所用的阻燃劑，防污劑，防霉劑等。 有些助劑只能在某一方面發揮作用，對其他方面稍有影響或者還有副作用。有些助劑在涂料制造、貯存、施工以及成膜過程各個階段都會發揮作用，有的助劑具有2種以上的功能。應在選用試驗和綜合分析基礎上，揚長避短，正確使用。 按結構和作用機理可分成有界面活性的助劑和無界面活性的助劑兩大類。有界面活性的助劑有濕潤劑，分散劑，發花防止劑，流平劑，消泡劑，乳化劑，防沉劑等。它們是在涂料的各相之間的界面處發揮作用的，按結構又可分為陰離子型、陽離子型、非離子型、電中性和高分子聚合物等5類。前3類大多用于水性涂料，后2類大多用于溶劑型涂料，也有少數用于水性涂料的。無界面活性的助劑大多用于增強或削弱涂料的某些性能，主要有催干劑，消光劑，增塑劑，防腐劑，防霉劑，防污劑，阻燃劑，導電劑，紫外線吸收劑，光穩定劑，黏度調整劑，觸變劑，防流垂劑，防結皮劑，防劃傷劑，防粘連劑，附著力增進劑，固化促進劑等。 5.1.2 品種及作用 5.1.2.1 濕潤分散劑顏料粒子比表面大，易聚集成大粒子，原級粒子較少。顏料在涂料中分散分為濕潤、聚集體的粉碎、分散體穩定3個階段。濕潤分散劑能促進涂料對顏料的濕潤，縮短研磨分散時間，加快顏料聚集體的粉碎，保證涂料分散體系穩定。濕潤分散劑對整個分散過程均起著重要作用。濕潤分散劑屬界面活性助劑，品種有聚羧酸多氨基酰胺鹽改性系列產品；用聚硅氧烷改性的系列產品；有陰離子型、陽離子型和電中性品種；聚合物型分散劑；改性高分子量聚氨酯型分散劑及偶聯劑。 5.1.2.2 涂膜表面狀態控制劑 ①流平劑：幫助涂料施工后流平成平整光滑的薄膜。涂膜流平性差，會出現刷痕、桔皮、波紋、縮孔、針孔等弊病，添加流平劑對克服這些弊病有較大幫助。簡單的溶劑型涂料流平劑是由芳烴、酮、酯、醇、四氫化萘、十氫化萘等高沸點溶劑混合配制而成，目的是降低涂料黏度，借此改善涂膜的流平性。 流平過度，容易產生濕膜流掛。要調節與流掛的平衡，尋找一個最佳范圍。流平劑的主流產品是有機硅（硅油），如聚甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷，用以改善流平性，消除濕涂膜中的貝納德渦流，改善涂膜外觀。 ②防流垂劑：濕膜流垂防止劑主要是觸變劑，無機系的有超細二氧化硅膨潤土、有機改性膨潤土表面處理的超細碳酸鈣等。有機系的是植物油或脂肪酸衍生產品。高固體分涂料由于成膜物黏度小，固含量高，施工后濕膜厚，表面凝定慢，濕膜容易流掛，使用防流垂劑非常必要。國外推薦的優良防流垂劑有堿性磺酸鈣凝膠和丙烯酸微凝膠。 堿性磺酸鈣凝膠的分子式為： （見堿性磺酸鈣凝膠） 式中，R=12～30個碳的碳氫鏈；x=20。該產品在高固體分的氨基聚酯、氨基-醇酸、氨基丙烯酸、環氧-聚氨酯等涂料中使用，效果很好。其優點是熱穩定性好，抗流垂，涂料貯存穩定，并且還有防止顏料沉淀的作用，對漆膜光澤影響很小。凝膠(microgels)簡稱微膠，是分子內部具有交聯密度，并具有初步網絡，是優良的高固體涂膜防流垂劑，能使高固體分涂料在烘烤前和烘烤中涂膜的膜厚、流平與流垂之間取得最佳平衡，不增加涂料的黏度。活性微膠能與氨基樹脂反應，并能改善涂膜的力學性能。 ③浮色發花防止劑浮色發花是顏料在涂膜表面分布不均造成的。樹脂結構、溶劑的種類和混合顏料組分的搭配對涂膜的浮色發花有影響。濕潤分散劑、流平劑、觸變劑等對防止浮色發花都有作用，要通過試驗具體選擇。 5.1.2.3 防沉劑涂料中的顏料或其他固體物質與涂料分離，沉降到容器底部的現象稱為沉淀。防止這種沉淀現象發生的助劑叫防沉劑。涂料在分散合格后，重要的是使分散體穩定，即已分散的顏料粒子不再聚結。防沉劑的作用就是保證分散體系穩定。常用防沉劑有有機改性膨潤土，蓖麻油衍生物，金屬皂，二氧化硅，聚乙烯蠟，經處理的超微細碳酸鈣等。 5.1.2.4 消泡劑氣泡按其形態可以分為泡和泡沫兩種，泡是指單個球形的微小空氣分散在高黏度介質中的小泡，溶劑型涂料產生的氣泡多為此種類型。當空氣填充密度大、在容易起泡的介質中分散時，會產生大量氣泡。氣泡與流體的密度相差很大，它會很快地上升到液面，形成以少量液體構成的依靠液膜隔開的氣泡密集體，這就是泡沫。這種泡沫多發生在水性乳膠涂料中。如果不加消泡劑，有時甚至無法進行包裝。涂料中的氣泡帶到濕膜中，涂膜干燥中氣泡破滅，會產生針孔、縮孔等弊病。消泡劑應具有較低的表面張力，不溶于發泡流體，而應以極細的顆粒均勻地分布于發泡流體之中。水性涂料用的消泡劑主要有醇酯、有機硅樹脂等。 5.1.2.5 催干劑以干性植物油為原料組分的油基涂料與醇酸涂料，涂膜靠在空氣中的氧氣氧化干燥成膜，但要靠催干劑加速氧化干燥過程。催干劑是有機酸金屬皂，如環烷酸皂、脂肪酸皂、異辛酸皂等。金屬離子有鈷、錳、鉛、鋅、鈣、鋯、稀土等。鈷、錳是主催干劑，其余是輔助催干劑。主催干劑是促進涂膜表干為主，也有實干作用；鉛、稀土、鋯有實干的催干作用；輔助催干劑與主催干劑協同作用，能使主催干劑更好發揮作用。 5.1.2.6 其他助劑常用助劑還有防結皮劑，消光劑，紫外線吸收劑，阻燃劑，增光劑，以及附著力促進劑，固化促進劑等，茲不贅述。 5.2 溶劑 5.2.1 定義溶劑(solvent)這個詞，就廣義而言，是指在均勻的混合物中所含的一種過量存在的組分。狹義地說，是指在化學組成上不發生任何變化并能溶解其他物質(一般指固體)的流體，或者與固體發生化學反應并將固體溶解的流體。溶解生成的均勻混合物體系稱溶液。在溶液中過量的成分叫溶劑；量少的成分叫溶質。 溶劑也稱為溶媒，即含有溶解溶質之意。在涂料工業中所說的溶劑，是指能溶解油脂、樹脂、蠟(這一類物質多數在水中不溶解)而形成均勻溶液的單一化合物或者兩種以上組成的混合物。這類除水之外的溶劑，稱為非水溶劑或有機溶劑，水、液氨、液態金屬、無機氣體等則稱為無機溶劑。涂料所用溶劑還有一些特定術語：能溶解成膜物的溶劑叫直溶劑或良溶劑；能增進溶劑溶解能力的稱為助溶劑；能稀釋成膜物質溶液的稱為稀釋劑或反應性稀釋劑。這些稀釋劑也屬于溶劑之列。 5.2.2 作用及種類溶劑的主要作用是調節涂料的黏度，使之符合施工應用的要求，流平成平整光滑的涂膜。涂料中所用溶劑包括萜烯化合物、脂肪烴、芳香烴、醇、酯、酮、醇醚、醚酯和取代烴等。按樹脂的結構和極性選擇不同溶解力的溶劑，可以按照成膜物樹脂溶度參數和溶劑的溶度參數相匹配的原則選擇溶劑或混合溶劑體系。溶劑體系選擇得是否得當，決定形成的樹脂溶液的均勻性、涂料的粘度大小與貯存的穩定性。在涂膜干燥過程中，溶劑的揮發性對涂膜的流平性、外觀有較大影響。溶劑揮發過快，涂膜流平性不好，涂膜外觀會產生一些缺陷。涂膜表面凝定后，其底層殘留的溶劑擴散到涂膜表面，沖破表面揮發，往往使涂膜產生針孔。根據涂料施工環境條件選擇沸點適度的溶劑，是十分重要的。溶劑的沸點及相對揮發速率，都可以從有關文獻中查得。 5.2.3 毒性和安全性有機溶劑有異味，多數是有害有毒物質，影響操作人員健康，并污染空氣，易燃易爆。但目前涂料中又不能完全不用有機溶劑。因此，除了發展環境友好型涂料，節約溶劑外，要盡量使用低毒害、低揮發性而溶解力又較好的溶劑。可從有關溶劑手冊中查得有關溶劑品種數據，試驗選定。在生產使用中要加強勞動保護，安全管理，使有機溶劑的毒害性和危險性降到最低。 6 體制與經營的不斷創新——發展的保證 6.1 集團化、規?；I化 6.1.1 國外情況近些年來，在世界經濟一體化大趨勢的推動下，國外涂料工業界加快了企業集團化與規模化的步伐，企業集團之間的收購、合并、重組活動日熾。盡管受到日本、西歐、美國經濟先后開始衰退的影響，涂料工業集團化、規模化的趨勢仍在持續。集團化的主要目的是整合原料、生產、技術、市場經營、資本運作的各種優勢，發展拳頭產品。2000年排名世界前10位的涂料集團公司的規模及專業化情況 (見表8) 就可以說明這個問題。 表8中的拳頭產品是指公司在它本地區和全球占有優勢的產品。有的公司拳頭產品在4類以上，有的公司要少些。杜邦的汽車(OEM)漆和修補漆，占全球汽車涂料市場份額的1/3左右，占杜邦涂料總量的80%，優勢特別明顯，目前已開始注重發展其他工業涂料。 在歐洲排第二位的巴斯夫公司，2000年的汽車與運輸工具涂料(包括修補涂料)業務，占該公司銷售額20.7億美元的65%以上，其他工業涂料占25%，拳頭產品優勢也較明顯。 由于集團化、規?；?，1963～1994年20年中美國涂料企業減少1,000多家，剩下800多家。2000年美國排名前10家企業的涂料產量占總量600萬t的78%左右。西歐涂料企業從1970年的2,500家減少到1995年的1,700家，前10家涂料公司占涂料市場份額55%以上。大涂料公司在集團化、規模化過程中，花大力氣進行專業化調整。如英國ICI公司將特種涂料、汽車修補漆業務等轉讓給PPG公司，巴斯夫的集裝箱涂料業務也轉讓給別家公司，阿克蘇-諾貝爾計劃從航天涂料等特種涂料領域退出。這種例子較多，是將有形和無形的不良資產轉出去，整合綜合優勢，發展地區和全球性的拳頭產品。 6.1.2 國內情況國內集團化速度緩慢，市場競爭進一步復雜化。據2000年統計，全國有涂料企業8 000多家，按全年涂料產量183.94萬t計算，每個企業的平均產量在299.9t/a。規模如此之小，資金、技術、人力、財力非常分散，低水平重復現象嚴重。行業中先后有5個股票上市公司，也曾出現過年銷售額過15億元的企業，人們希望它們中有的能成為核心，擴大成跨地區的大涂料企業集團，但至今未見進展。 自上世紀80年代以來，鄉鎮企業、合資企業、民辦企業興起，國內涂料市場競爭逐步激烈化。國營單位由于體制不靈活、技術改造普遍進展慢，在市場競爭中節節后退。全國30家重點國營涂料企業經濟1990年占全行業的55%，1998年降至25.3%。而三資企業占的比例則節節上升。經過20多年的發展，涌現出一大批年產值過億元的非公有制涂料企業，有的年產值達10億元。這些企業已成為業內重要支柱。 進入WTO，涂料企業如何辦？人們都在思考這個問題。涂料行業比其他行業開放要早，從上個世紀80年代初期開始引進丙烯酸酯及涂料技術，隨后汽車漆、自動包裝線、醇酸樹脂等項目相繼大量引進技術設備，同時也開放了涂料市場?？梢哉f是用市場換技術，吸引了大批外國涂料公司競相進入中國市場，加劇了國內市場的競爭，使國內涂料市場較早地國際化。我國加入WTO，不僅關稅降低進一步吸引外商，更重要的是在世界經濟衰退、涂料市場低迷情況下，我國經濟仍持續高速度發展，且政治形勢穩定，使世界涂料商看好中國，更積極地進入中國涂料市場。世界級的涂料公司和原料公司，不滿足于過去與中國企業單項合資、單項合作，要在中國辦合資或獨資的亞太地區的經營中心或技術中心。排名世界前10位的涂料公司大都有這種行動。原料商如拜耳、陶氏等公司也躍躍欲試。引進外國技術和資金，似乎對發展國內涂料工業有幫助，但同時也進一步加劇了國內涂料市場的競爭。 國內在改革開放中發展起來的一些初具規模的非公有制企業，是前段時期市場競爭的勝利者。這些企業走過了原始資本積累階段，在新形勢下面臨嚴峻挑戰。市場競爭的有力對手不單純是體制較落后的國營單位，而且有體制和經營方法相似的非公有制“明星”企業。更強的對手是外國涂料公司。它們憑著技術、資金、經營等方面的優勢，以占領中國涂料市場份額為目的，氣勢咄咄逼人，是競爭強手，國內企業是要認真對付的。如何應對這種競爭形勢，不同企業有不同的對策，但很重要一點是國內企業之間最好逐步實現強強聯合，優勢互補，成為專業性集團、地區性集團，加快集團化、規?；l展。 6.1.3 企業管理體制創新國外跨國涂料公司大多數是家庭式企業，歷史較久，管理體制現代化，基本上是資本持有者和經營者分開。擔任公司首席執行官(CEO)的不一定是控股者，也不一定是股東。公司所有權和經營權基本分開，公司老板們可以聘用當代的經營巨子、大能人，可使經營者的理念、文化結構與時代同步更新，始終做到與時俱進，不會存在經營者知識老化、理念陳舊的問題，保證企業總在新理念和前瞻性經營思路指導下發展。這是一些跨國涂料公司的發展總是走在世界經濟發展前沿的重要原因。當前，這些跨國公司是在以發展知識經濟為目標，要在全球保持持續發展的優勢。 長期作為業內支柱的國營涂料企業，由于固有的不足，在市場競爭中多數敗下陣來。也有少部分國有企業改制較早，并且在按《公司法》真正實現股份制，成為國有涂料企業的先進代表。如浙江環球、廣東江門、陜西寶塔山、湖南湘江等。它們在我國進入WTO的發展階段，走出困境，基本上是前階段競爭的勝利者。目前，它們在積極應對新的競爭形勢，有的在進行聯合與集團化嘗試。 由行政領導部門出面，用資產重組方法將廣漆化工實業有限公司、廣州紅云化工涂料公司、廣州溶劑廠組成廣州珠江集團公司，總資產達到5.8億元，成為業內最大的涂料企業之一，并將進一步轉制為職工持股有限責任公司。這樣做，使原來三個效益都較好的單位聯合一起，優化了資產配置和人才資源配置，加上廣東的較大涂料市場，應該能成為我國一艘“航空母艦”式的涂料企業集團。 民營涂料企業的佼佼者也在轉為股份制，進行資本、技術、經營管理的組合，朝現代化管理邁步。同時，涂料與其原料供應商也在進行產、供、銷一體化聯合。這種聯合在廣東、江蘇、上海等地已初現端倪，有的聯合體年銷售額已超10億元。有些聯合體雖還只是松散型的，但隨著經營形勢的發展，是會逐步變為緊密型聯合的。這是業內體制創新、集團化、規模化的重要力量。 其他行業有實力的企業也介入涂料行業，收購兼并，注入資本。利用其他行業的資本發展涂料行業，不失為體制上的創新。運輸業、礦產業、建筑業都有嘗試的例子，但佳績尚未顯露出來。 從所有制來講，國內涂料企業是多種經濟體制共存，有國營、國營改制為股份制、股份合作制(合資)、有限責任公司、私營，也有經過20多年發展成為家族式企業、家族式控股的企業。國營體制僵硬，每況愈下，即使股票上市的五家公司也是如此；股份合作制有興旺發達者，但多數是股份持有和經營者為一體，有的控股者年事已高，經營理念開始落后，面臨急需更新經營者的問題；私營企業發展到一定程度難以上規模，有的產值超億甚至十多億的家庭式企業，雖然完成資本的積累，但有的管理層的知識與理念老化，經營已呈下滑趨勢。國內涂料體制仍處于改革、發展的過渡時期，現代化管理的涂料企業先進模式顯見不多。這是制約當前涂料行業發展的重要因素。 6.2 服務理念的創新 6.2.1 國外服務理念的發展對于量大面廣的傳統涂料產品的服務是咨詢指導，業務培訓和現場指導。咨詢指導是用戶提出問題，涂料制造商負責解答，進行售后服務，特別為用戶正確使用配色和裝飾性涂料提供指導。業務培訓是為用戶正確選用涂料體系、表面處理和修補漆的施工方案進行義務培訓。杜邦公司為汽車涂料和修補漆的涂裝施工，在全球開辦了幾千次義務培訓班，指導用戶正確使用該公司生產的涂料，保證涂料性能得以充分發揮。歐洲主要生產船舶涂料和防護涂料的Jotun 公司專門建立了涂料學校，加強公司的技術服務能力。目前已把這種培訓從挪威國內擴大到世界其他地區，特別是亞洲地區。它已給2 000多名經理、承包商和涂裝工提供過一年的免費教學。同時，該公司還在考慮增加在線電子商務處理容量，利用電子媒體及因特網改進課程，以服務于更廣泛的地區。 現場指導是生產供應商派遣專業技術人員進駐涂裝客戶，是一種較成熟的服務模式，負責客戶所有產品的原材料管理、倉儲和后勤，還包括實驗室、質量管理及調漆工作。提供服務的公司不一定制造客戶需要的所有涂料品種，可以和客戶合作共同選擇生產單位。這種服務形式特別體現在汽車涂裝生產上，也稱系統涂料供應。涂料制造商正在向服務提供商的角色轉換，尤其是中小涂料公司，將把較大力量集中在服務上。 另一個轉變是由注重技術實力轉向密切用戶關系上。這是一種新的商業競爭模式。涂料制造商將接管原來由用戶自己進行的業務活動，不僅密切與用戶的關系，拉住用戶，鞏固與擴大市場，同時可獲得新的商機，從為用戶服務中獲利。 涂料生產商真心實意地替用戶著想。用戶想得到的不僅是傳統上的售后服務，還想得到一些特定的、具體化的支持性服務。如環保法規不斷嚴格，如何選用符合環保規定而又能保證質量的涂料，又不增加成本，用戶需要制造商提供技術支持。不僅如此，大的涂料公司還為涂裝客戶的產品開發、成本節省和油漆涂裝車間運營管理方面提供技術服務和支持。此外，還產生一些除技術問題之外的服務理念，如為用戶提供金融、管理和市場營銷等領域的幫助。 一流的跨國涂料公司由于熱誠為用戶提供服務，這幾年盡管涂料原材料成本居高不下，涂料需求停滯不前，但通過服務，利潤仍有所增加。新服務理念是先在工業涂料如汽車涂料、交通工具和船舶涂料市場實施的，涂料供應商正通過新服務理念與工業涂料重點用戶建立聯盟關系，為涂裝客戶和代銷商提供各種服務，包括培訓計劃、信息服務、業務改善方案以及改善環保性能等。這些工業涂料雖只占整個涂料市場的15%左右，不過這種服務新理念正在影響國外整個涂料行業。 國內也開始重視售后服務。為了密切與用戶的關系，擴大市場，涂料企業都加強了售后服務。服務質量和水平雖然和國外比較有很大差距，但和過去相比卻有明顯進步。不少企業設立了咨詢熱線，產品售出后進行跟蹤服務。大型企業也舉辦一些涂料技術培訓班，促進涂料產品的推廣使用。工業涂料如汽車、摩托車、卷材等涂料的供應商，也逐漸為用戶提供越來越多的服務：派專門技術人員帶著儀器到涂裝車間協助調色、涂裝管理，接管了用戶涂裝車間的大部分技術管理工作。這對保證涂料的正確使用起了很好作用，無疑也密切了與用戶的關系。這種服務方式目前所占的比例雖然還不大，但會逐步推廣到其他涂裝領域。 7 信息與科技——發展的關鍵 7.1 交流、展覽興旺，通訊網絡發展近幾年涂料行業內技術、信息交流增多，特別是展覽會很興旺。政府有關部門、行業與地方信息中心、協會、學會、專業辦展覽的企業，單獨或聯合舉辦交流會和展覽會，對信息交流與技術進步起了積極推動作用。有人提出，交流和展覽會是否太多了，建議有關部門或者行業組織出面規范與約束，以提高質量。但這可能很難做到。因為信息交流與展覽也市場化了，是買方市場。只要依法行事，遵守市場“游戲規則”，誰都可以辦會展，旁人也不便干預。參展商、參會代表總是往效果好的、人氣旺的會展上去尋找、探求競爭性信息，去尋找新的商機。 1999年10月，業內第一家專業網站——“中國涂料與涂裝信息網”開通。2001年在北京重新注冊，更名為“現代涂料與涂裝網”，并取得了互聯網業務許可的ICP證，正不斷地擴大信息量，增加信息服務內容，進入正常發展。2000年以后，業內逐步開通了“中國涂料網”、“中國涂料與表面處理信息網”、“中國涂料信息網”、“慧聰涂料商務網”、“涂料與涂裝資訊”等專業網站。企業網站與個人網站也逐步增多。互聯網的發展，企業和個人電子信箱的普及，大大減少了信息交流的時空障礙，是業內向信息現代化，并與國際接軌的重要進步。預期行業內的電子商務的開展也指日可待。 7.2 高校重視涂料行業科技發展從20世紀90年代以來，國內高校，尤其是一些知名的高校，開始關注涂料行業的科技進展。據不完全統計，全國至少有10多所大學成立了涂料研究室或研究組，另外至少有十多所大學開展了與涂料相關的課題研究，積極發展科研成果，顯示出一片繁榮景象。這對我國涂料技術進步起了推動作用。尤其是在幾個專業涂料研究院所已實行企業化，難以為其他涂料企業提供更多更先進的科技成果的情況下，高校積極參與涂料研發，彌補了這個不足，是值得大書一筆的。 近幾年高校還為涂料行業輸送了一批高級技術人才，不僅有碩士生，還培養了與涂料相關的博士生。這對增強涂料技術發展后勁，趕超國外先進水平，都具有戰略意義。 7.3 企業開始重視技術開發和人才培養國家一直提倡企業從事技術開發，要求企業成為應用技術開發的主力。近幾年來，涂料企業積極辦科研已開始露頭。發展勢頭較好的涂料公司已建立或正在建立技術開發中心，如上海涂料公司、珠江化工集團、湖南湘江等就是如此。有的企業正式確定每年從銷售額中撥出2%左右用于科研開發(如順德華潤等)。這關系到企業的發展，也關系到行業的技術進步，是可喜的。 涂料企業重視技術人才，已從過去為引進某一新品種轉而引進或“挖進”某個專用人才。待產品上去后，“挖進”的人才可能要換打工的單位。這些涂料企業多數已開始向培養技術隊伍轉變，從短期行為轉而為長期發展著想。廣州秀珀是一個工業地坪漆專業生產企業，2001年開始建立企業的涂料工程技術開發中心，先后引進博士1名，碩士12名，本科畢業生20多名，并聘請行業內老專家擔任帶頭人，組成了較強的一支技術隊伍，從事以開發新產品、新涂裝技術為中心的科研。 廣東順德鴻昌涂料集團公司設立了業內第一家博士后工作站，為開發涂料高科技產品延攬高級技術人才，已有兩名博士到站內工作。 7.4 注重以質取勝幾年前國內通過ISO-9000認證的涂料企業寥若晨星，但這幾年進行認證的企業就很普遍了，大中小企業都在進行認證，好像是在搞一種“普及運動”。從正面看，通過ISO-9000認證，改善了企業管理的許多不足，提高了企業質量管理體系的整體水平，促進企業發展，增加用戶對企業的信任，對產品開拓市場有助，說明企業管理者注重以質取勝的策略。 目前，ISO-14000認證、環境標志產品認證也在一些涂料企業中開展，說明企業的環境保護意識進一步增強。但在認證的浪潮中，確有不正之風存在，使質量“認證”蒙受羞恥。好在國家已在整頓認證機構，有望能糾正這股歪風。 總之，我國涂料行業與國外發展相比，仍有不小差距，但也不是一無是處。好在許多企業已覺醒，眾多高校重視，也引起其他行業的關注，如能很好聯合各種力量，以人之長補己之短，以外國之長補國內之短，進步會加快，與國外的差距會縮短。但愿有識的企業家們，以宏大的氣魄積極實行強強聯手，建成各種類型的涂料企業集團，當涂料市場競爭的強者，為壯大我國涂料工業作貢獻！
