摘要:回顧國內(nèi)硝基漆的發(fā)展,針對當(dāng)前環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的新形勢,對今后硝基漆的改進(jìn)和提高談了看法。
關(guān)鍵詞:硝基漆;應(yīng)用;改進(jìn)
硝基漆(硝酸纖維素漆)是以硝酸纖維素(硝化棉)為主要成膜物、并加入不干性醇酸樹脂和改性松香甘油酯以及增韌劑、溶劑、顏料等混合調(diào)配而成。
1發(fā)展簡述
硝基漆的出現(xiàn)已有100多年的歷史,我國于1935年開始生產(chǎn)和應(yīng)用,當(dāng)年美國生產(chǎn)硝基漆產(chǎn)量已達(dá)4230萬加侖(合16000萬立升)。硝基漆以它的干燥快、裝飾性好、具有較好的戶外耐候性等特點,并可打磨、擦蠟上光,以修飾漆膜在施工時造成的疵點等獨特性能,非常暢銷。當(dāng)時只有硝基漆可以噴涂,適合大面積施工。美國杜邦公司的產(chǎn)品曾為世界第一條汽車車身涂裝流水線采用。
50年代以后,隨著涂料行業(yè)技術(shù)力量的發(fā)展壯大,國內(nèi)涂料企業(yè)有條件改進(jìn)老產(chǎn)品,研制新產(chǎn)品,采用新工藝,添置新設(shè)備,使硝基漆的生產(chǎn)質(zhì)量提高、品種增加,發(fā)展也較為迅速。當(dāng)時生產(chǎn)的品種主要有:硝基底漆和膩子、硝基工業(yè)漆(內(nèi)用硝基磁漆)、汽車噴漆(外用硝基漆)、木器漆、鉛筆漆、皮革漆、塑料漆等。70年代以前,它屬于裝飾性好的高檔涂料產(chǎn)品,產(chǎn)量逐年增長。到80年代中期,我國涂料產(chǎn)品按18大類進(jìn)行統(tǒng)計后,它的產(chǎn)量和涂料合計總產(chǎn)量之比,還是相對穩(wěn)定的,見表1。
近年來,隨著涂料行業(yè)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,為了不斷滿足社會的需求,一批批新產(chǎn)品先后研制成功,許多合成樹脂涂料相繼涌現(xiàn)出來。為使涂料產(chǎn)品適應(yīng)和滿足國家工業(yè)建設(shè)的要求,原化工部在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整方案時提出:“限制前四類(油脂漆、天然樹脂漆、酚醛漆、瀝青漆),改造兩類即硝基漆、過氯乙烯漆,使其質(zhì)量進(jìn)一步提高,發(fā)展合成樹脂漆”。合成樹脂漆的發(fā)展也擠掉了一部分硝基漆的市場。例如:60年代初,北京紅獅涂料公司前身北京油漆廠與北京汽車修理廠合作,在國內(nèi)首家將北京的無軌電車、公共汽車使用硝基漆涂裝改為氨基醇酸烘漆,裝飾質(zhì)量和耐候性等都有了明顯的提高,大大延長這些車輛的維修時間。
2應(yīng)用范圍
由于硝基漆具有其它涂料產(chǎn)品難以替代的特殊優(yōu)點,目前仍被廣泛地應(yīng)用于木器家具、室內(nèi)裝修的涂飾,受到市場及廣大消費者的青睞。為滿足硝基漆的不同施工方法的使用要求,廣東地區(qū)開發(fā)了手掃漆(適合刷涂使用的硝基漆),它是通過溶劑調(diào)整延長揮發(fā)速度、選用流平劑等方法解決刷痕問題。現(xiàn)在手掃漆在北方也已有應(yīng)用。這就使硝基漆更大范圍的得到推廣應(yīng)用。其中使用量大、應(yīng)用面廣的有以下品種:
①硝基清漆——能顯示木紋質(zhì)地的涂飾。品種有透明底漆、透明膩子、罩面用的清漆和亞光清漆,既保留了木材的自然紋絡(luò),又使材質(zhì)得到有效的保護(hù);
②硝基磁漆——以實色覆蓋被涂飾物,有硝基底漆、二道底漆、膩子、面涂的磁漆和亞光磁漆等;
③硝基裂紋漆——五、六十年代作為美術(shù)漆在室內(nèi)設(shè)施裝飾使用。如今廣東地區(qū)出口美國、西歐的一些仿古家具都還使用普通硝基漆和裂紋漆,在金屬部件如防盜門上用裂紋漆做出仿皮革的裝飾效果等,其用量也很大。
鉛筆、玩具的涂飾仍以硝基漆為主,根據(jù)衛(wèi)生環(huán)保的要求,除禁止使用重金屬顏料以外,對有機揮發(fā)物也有嚴(yán)格的要求。
針對涂料的生產(chǎn)和應(yīng)用在無毒、綠色、環(huán)保方面的要求越來越嚴(yán)格的新形勢,水性涂料(水溶型、水乳型)、高固體、無溶劑、粉末涂料等已成為各類涂料研究發(fā)展的主流。硝基漆雖然具有干燥快、施工簡便等較好的裝飾性能,但它的缺點也較為明顯,固體分太低、耗用有機溶劑的品種多、數(shù)量大,超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB18581所規(guī)定的指標(biāo);按要求應(yīng)該逐步提高固體分,降低有機揮發(fā)物含量,但有些廠家為了以廉價占領(lǐng)市場,采用高粘度、低固含量的辦法,降低產(chǎn)品成本。這樣做是與環(huán)保的要求背道而馳的,也損害了消費者的利益。去年筆者為了制訂合理配方,平衡價質(zhì)比,搜集市場上一些硝基清漆樣品,并進(jìn)行了分析對比,發(fā)現(xiàn)固含量最高的為32%,有的為30%、28%,還有的僅為22%,差別較大。
3改進(jìn)建議
當(dāng)前市場上生產(chǎn)和銷售的商品絕大多數(shù)都是外用硝基漆,由于硝基漆的戶外耐候性差,要求較高的戶外設(shè)施如汽車的涂飾、其它車輛和橋梁的涂飾以及建筑設(shè)施等基本上都不再采用硝基漆了。據(jù)了解,這類產(chǎn)品還是用于木器家具和室內(nèi)裝飾的居多。針對這種情況,下一步必須對硝基漆進(jìn)行改進(jìn),使硝基漆在干燥快的優(yōu)點基礎(chǔ)上,努力克服固含量低、有機揮發(fā)物(VOC)高的缺點;還有一些硝基漆產(chǎn)品的名稱,經(jīng)商品化后其名稱很籠統(tǒng),也不科學(xué),如叫“濃縮型”、健康型、環(huán)保型等,叫法不確切,希望通過3C認(rèn)證后,把VOC等環(huán)保要求具體規(guī)定下來,使硝基漆的生產(chǎn)和應(yīng)用能沿著健康科學(xué)的軌道發(fā)展。為此對今后硝基漆的改進(jìn)和提高提出以下幾點看法。
3.1提高固體分,使固含量達(dá)到50%以上
在施工時將VOC控制在達(dá)到或低于國家規(guī)定的指標(biāo),其措施有五種:
①優(yōu)化選擇使用較低粘度的硝化棉;
②選用低粘度高固體分的醇酸樹脂或其它樹脂,使樹脂的固體分達(dá)到80%以上;
③根據(jù)家具涂飾的要求從配方上調(diào)整硝化棉和軟性樹脂的比例;
④選擇廉價強溶解力的溶劑,降低產(chǎn)品粘度;
⑤選擇家具涂料使用的有關(guān)助劑,提高成膜裝飾性能。
提高硝基漆的固體分,從原漆價格來看會有所提高,但從整體施工的綜合成本考慮,是呈下降趨勢。隨著國內(nèi)強制認(rèn)證(3C)規(guī)定的執(zhí)行,提高固體分也是勢在必行。
3.2推廣應(yīng)用水乳化硝基漆
推廣應(yīng)用水乳化硝基漆,這是目前水性木器漆發(fā)展的品種之一,走水乳化道路是各類涂料的發(fā)展方向。以水代替有機溶劑,可以減少使用價格昂貴、對大氣污染較重的有機溶劑。
15年前,在美國就有乳化硝基漆的應(yīng)用報道,目前在廣東等地的一些涂料廠也在研究開發(fā)這項工作。隨著涂料助劑的發(fā)展,適合硝基漆乳化使用的乳化劑品種很多,選擇余地很大。在乳化工藝裝備上,高速分散機、膠體磨等一些高剪切力乳化分散的成套裝置也都比較成熟,有較寬的選擇余地。
在北方使用水乳化漆,由于空氣濕度低,更有利于成膜干燥。對硝基漆的乳化工作,筆者曾完成了一些探索試驗,感到難度不是很大,但做好、做細(xì)、做完善,仍需做大量的工作。
3.3做好配方改進(jìn)
在降低硝基漆VOC基礎(chǔ)上,提高耐久性和機械性能,進(jìn)一步作好配方的改進(jìn)工作。可選用高性能的有機硅改性醇酸樹脂或丙烯酸樹脂,對硝化棉進(jìn)行接枝共聚,變外增塑劑為內(nèi)增塑劑,提高硝基漆的綜合性能,這方面中科院廣州化學(xué)所曾有人開展過這項工作,效果很好。建議有關(guān)部門繼續(xù)這項工作的研究開發(fā)。
總之,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,硝基漆一定能不斷地發(fā)揮流行時間長、經(jīng)久不衰的優(yōu)點,克服自身存在的缺陷。筆者相信,在新世紀(jì),這一老產(chǎn)品一定能再度煥發(fā)出新的青春。