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涂料的消光原理及方法

　　近幾年以來(lái)，我國(guó)的涂料工業(yè)方興未艾，涂料總產(chǎn)量也躍居世界的前列，形成了一個(gè)與此相關(guān)的產(chǎn)業(yè)群體，積極推動(dòng)著傳統(tǒng)涂裝領(lǐng)域的技術(shù)革命和發(fā)展。在這期間高光澤的亮光涂料以其色澤鮮艷、明亮等優(yōu)點(diǎn)深受消費(fèi)者的喜愛，并在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)一統(tǒng)著涂料市場(chǎng)。但是，隨著人們生活水平的不斷提高，一方面消費(fèi)者感覺到了高光澤的亮光涂料成膜后反光比較嚴(yán)重，對(duì)人的眼睛有害;另一方面消費(fèi)者的審美觀念越來(lái)越傾向于休閑、時(shí)尚和個(gè)性化。再加上我國(guó)汽車和家電行業(yè)蓬勃發(fā)展的需求。這些因素就導(dǎo)致了人們對(duì)具有柔和外觀的低光澤涂料的需求急劇增加。同時(shí)，也使得如何生產(chǎn)具有消光性能的涂料成為涂料設(shè)計(jì)師們必須考慮的問(wèn)題。

　　1. 消光原理

　　結(jié)合涂膜表面光澤產(chǎn)生的機(jī)理和影響光澤的因素，人們認(rèn)為消光就是采用各種手段，破壞涂膜的光滑性，增大涂膜的表面微觀粗糙度，降低涂膜表面對(duì)光線的反射?？梢苑譃槲锢硐夂突瘜W(xué)消光兩種方式。物理消光的原理為：，加入消光劑，使涂料在成膜過(guò)程，表面產(chǎn)生凹凸不平，增大對(duì)光的散射和減少反射?；瘜W(xué)消光是靠在涂料中引入一些例如聚丙烯接枝物質(zhì)類能吸收光線的結(jié)構(gòu)或基團(tuán)來(lái)獲得低光澤。

　　2. 消光方法

　　消光劑在現(xiàn)今的涂料行業(yè)，人們普遍采用的是加入消光劑的方法。主要有以下幾類：

　　(1) 金屬皂

　　金屬皂是早期人們常用的一種消光劑，它主要是一些金屬硬脂酸鹽，像硬脂酸鋁、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等等。其中硬脂酸鋁應(yīng)用的最多。金屬皂的消光原理是基于它和涂料成份的不相容性，它以非常細(xì)的顆粒懸浮在涂料中，成膜時(shí)則分布在涂膜的表面，使涂膜表面產(chǎn)生微觀粗糙度，降低涂膜表面光的反射而達(dá)到消光目的。

　　(2) 蠟

　　蠟是使用較早應(yīng)用較為廣泛的一種消光劑，它屬于有機(jī)懸浮型消光劑。在涂料施工完畢后，隨溶劑的揮發(fā)，涂膜中的蠟析出，以微細(xì)的結(jié)晶懸浮在涂膜表面，形成一層散射光線的粗糙面而起到消光作用。蠟作為消光劑的特點(diǎn)是使用簡(jiǎn)便，并且可以賦予涂膜良好的手感和耐水、耐濕熱、防沾污性。但蠟層在涂膜表面形成后也會(huì)阻止溶劑的揮發(fā)和氧氣的滲入，影響涂膜的干燥和復(fù)涂。今后的發(fā)展趨勢(shì)是合成高分子蠟與二氧化硅并用，使其獲得最佳消光效果。

　　(3) 功能型細(xì)料

　　體質(zhì)顏料，如硅藻土、高嶺土、氣相二氧化硅等都是專用作消光劑的功能細(xì)料，它屬于無(wú)機(jī)填充型消光劑。在涂膜干燥時(shí)，它們的微小顆粒會(huì)在涂膜表面形成微粗糙面，減少光線的反射獲得消光外觀。這類消光劑的消光效果要受到很多因素的制約。以二氧化硅為例，它在用作消光劑時(shí)，其顆粒的孔體積、平均粒徑及粒徑分布、干膜厚度以及顆粒表面是否經(jīng)過(guò)處理等因素，都會(huì)影響到它的消光效果。實(shí)驗(yàn)表明較大的孔體積、粒徑分布均勻并且粒徑大小和干膜厚度相匹配的二氧化硅，其消光性能較為優(yōu)良。

　　除以上三類常用的消光劑外，有些干性油，如：桐油也可以在涂料中做為消光劑使用。它主要是利用桐油中共軛雙鍵的高反應(yīng)活性，使涂膜底面不同的氧化交聯(lián)速度使涂膜表面產(chǎn)生凹凸不平而達(dá)到消光效果。

　　涂料為獲得低光澤，消光劑起了不可替代的作用。但它在使用過(guò)程中，仍存在著諸多缺陷等待改進(jìn)，如消光劑的選取和使用條件較為苛刻;消光劑的價(jià)格偏高，國(guó)內(nèi)用的消光劑多數(shù)需從國(guó)外進(jìn)口，這就使得低光澤涂料的價(jià)格也隨之上漲;國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的消光劑因多含有環(huán)瞇類物質(zhì)，因此所得涂膜易泛黃，耐烘烤性差。如何生產(chǎn)性能優(yōu)良價(jià)位適中的消光劑，仍是涂料工作者需要解決的問(wèn)題之一。

　　3. 消光樹脂

　　樹脂是涂料必不可少的一種成份，因此就有人合成出消光用樹脂，利用它和其它樹脂作用成膜獲得低光澤?？梢员苊馐褂孟鈩?，降低涂料成本。國(guó)外已有相應(yīng)的產(chǎn)品上市，國(guó)內(nèi)的辜繼先和姜其斌等人也都對(duì)此做了研究，并先后合成出丙烯酸系消光樹脂，用在粉末涂料中，效果頗佳，并消除了涂膜易泛黃，耐烘烤性差等缺陷。它的機(jī)理：一是利用消光樹脂中官能團(tuán)和涂料組成中的固化劑與另外樹脂固化溫度的不同，產(chǎn)生先后固化，使涂膜表面產(chǎn)生不均勻收縮，從而破壞涂膜表面的光滑性，產(chǎn)生消光。二是增大兩種樹脂之間的表面張力差，使涂膜收縮不均勻產(chǎn)生微粗糙度。姜其斌合成的消光樹脂就是有此原因才產(chǎn)生消光效果。三是在合成樹脂中引入相容性差的單體，涂料成膜使這些單體會(huì)促使合成樹脂從涂膜中部分析出，從而增大涂膜表面的微觀粗糙度，獲得低光澤。

　　低光澤涂料在未來(lái)的涂料市場(chǎng)中會(huì)越來(lái)越引起人們的關(guān)注，這就使得消光問(wèn)題愈加重要。合成性能優(yōu)良的改性消光劑(如用高分子蠟表面處理的二氧化硅等)和合成消光樹脂無(wú)疑將成為人們研究的重點(diǎn)。

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