关键词:硝基漆;应用;改进

    硝基漆(硝酸纤维素漆)是以硝酸纤维素(硝化棉)为主要成膜物、并加入不干性醇酸树脂和改性松香甘油酯以及增韧剂、溶剂、颜料等混合调配而成。

    1发展简述

    硝基漆的出现已有100多年的历史,我国于1935年开始生产和应用,当年美国生产硝基漆产量已达4230万加仑(合16000万立升)。硝基漆以它的干燥快、装饰性好、具有较好的户外耐候性等特点,并可打磨、擦蜡上光,以修饰漆膜在施工时造成的疵点等独特性能,非常畅销。当时只有硝基漆可以喷涂,适合大面积施工。美国杜邦公司的产品曾为世界第一条汽车车身涂装流水线采用。

    50年代以后,随着涂料行业技术力量的发展壮大,国内涂料企业有条件改进老产品,研制新产品,采用新工艺,添置新设备,使硝基漆的生产质量提高、品种增加,发展也较为迅速。当时生产的品种主要有:硝基底漆和腻子、硝基工业漆(内用硝基磁漆)、汽车喷漆(外用硝基漆)、木器漆、铅笔漆、皮革漆、塑料漆等。70年代以前,它属于装饰性好的高档涂料产品,产量逐年增长。到80年代中期,我国涂料产品按18大类进行统计后,它的产量和涂料合计总产量之比,还是相对稳定的,见表1。

    近年来,随着涂料行业的发展,科学技术的进步,为了不断满足社会的需求,一批批新产品先后研制成功,许多合成树脂涂料相继涌现出来。为使涂料产品适应和满足国家工业建设的要求,原化工部在产品结构优化调整方案时提出:“限制前四类(油脂漆、天然树脂漆、酚醛漆、沥青漆),改造两类即硝基漆、过氯乙烯漆,使其质量进一步提高,发展合成树脂漆”。合成树脂漆的发展也挤掉了一部分硝基漆的市场。例如:60年代初,北京红狮涂料公司前身北京油漆厂与北京汽车修理厂合作,在国内首家将北京的无轨电车、公共汽车使用硝基漆涂装改为氨基醇酸烘漆,装饰质量和耐候性等都有了明显的提高,大大延长这些车辆的维修时间。

表1硝基漆产量与涂料总产量的比较

    2应用范围

    由于硝基漆具有其它涂料产品难以替代的特殊优点,目前仍被广泛地应用于木器家具、室内装修的涂饰,受到市场及广大消费者的青睐。为满足硝基漆的不同施工方法的使用要求,广东地区开发了手扫漆(适合刷涂使用的硝基漆),它是通过溶剂调整延长挥发速度、选用流平剂等方法解决刷痕问题。现在手扫漆在北方也已有应用。这就使硝基漆更大范围的得到推广应用。其中使用量大、应用面广的有以下品种:

    ①硝基清漆——能显示木纹质地的涂饰。品种有透明底漆、透明腻子、罩面用的清漆和亚光清漆,既保留了木材的自然纹络,又使材质得到有效的保护;

    ②硝基磁漆——以实色覆盖被涂饰物,有硝基底漆、二道底漆、腻子、面涂的磁漆和亚光磁漆等;

    ③硝基裂纹漆——五、六十年代作为美术漆在室内设施装饰使用。如今广东地区出口美国、西欧的一些仿古家具都还使用普通硝基漆和裂纹漆,在金属部件如防盗门上用裂纹漆做出仿皮革的装饰效果等,其用量也很大。

    铅笔、玩具的涂饰仍以硝基漆为主,根据卫生环保的要求,除禁止使用重金属颜料以外,对有机挥发物也有严格的要求。

    针对涂料的生产和应用在无毒、绿色、环保方面的要求越来越严格的新形势,水性涂料(水溶型、水乳型)、高固体、无溶剂、粉末涂料等已成为各类涂料研究发展的主流。硝基漆虽然具有干燥快、施工简便等较好的装饰性能,但它的缺点也较为明显,固体分太低、耗用有机溶剂的品种多、数量大,超过国家标准GB18581所规定的指标;按要求应该逐步提高固体分,降低有机挥发物含量,但有些厂家为了以廉价占领市场,采用高粘度、低固含量的办法,降低产品成本。这样做是与环保的要求背道而驰的,也损害了消费者的利益。去年笔者为了制订合理配方,平衡价质比,搜集市场上一些硝基清漆样品,并进行了分析对比,发现固含量最高的为32%,有的为30%、28%,还有的仅为22%,差别较大。

    3改进建议

    当前市场上生产和销售的商品绝大多数都是外用硝基漆,由于硝基漆的户外耐候性差,要求较高的户外设施如汽车的涂饰、其它车辆和桥梁的涂饰以及建筑设施等基本上都不再采用硝基漆了。据了解,这类产品还是用于木器家具和室内装饰的居多。针对这种情况,下一步必须对硝基漆进行改进,使硝基漆在干燥快的优点基础上,努力克服固含量低、有机挥发物(VOC)高的缺点;还有一些硝基漆产品的名称,经商品化后其名称很笼统,也不科学,如叫“浓缩型”、健康型、环保型等,叫法不确切,希望通过3C认证后,把VOC等环保要求具体规定下来,使硝基漆的生产和应用能沿着健康科学的轨道发展。为此对今后硝基漆的改进和提高提出以下几点看法。

    3.1提高固体分,使固含量达到50%以上

    在施工时将VOC控制在达到或低于国家规定的指标,其措施有五种:

    ①优化选择使用较低粘度的硝化棉;

    ②选用低粘度高固体分的醇酸树脂或其它树脂,使树脂的固体分达到80%以上;

    ③根据家具涂饰的要求从配方上调整硝化棉和软性树脂的比例;

    ④选择廉价强溶解力的溶剂,降低产品粘度;

    ⑤选择家具涂料使用的有关助剂,提高成膜装饰性能。

    提高硝基漆的固体分,从原漆价格来看会有所提高,但从整体施工的综合成本考虑,是呈下降趋势。随着国内强制认证(3C)规定的执行,提高固体分也是势在必行。

    3.2推广应用水乳化硝基漆

    推广应用水乳化硝基漆,这是目前水性木器漆发展的品种之一,走水乳化道路是各类涂料的发展方向。以水代替有机溶剂,可以减少使用价格昂贵、对大气污染较重的有机溶剂。

    15年前,在美国就有乳化硝基漆的应用报道,目前在广东等地的一些涂料厂也在研究开发这项工作。随着涂料助剂的发展,适合硝基漆乳化使用的乳化剂品种很多,选择余地很大。在乳化工艺装备上,高速分散机、胶体磨等一些高剪切力乳化分散的成套装置也都比较成熟,有较宽的选择余地。

    在北方使用水乳化漆,由于空气湿度低,更有利于成膜干燥。对硝基漆的乳化工作,笔者曾完成了一些探索试验,感到难度不是很大,但做好、做细、做完善,仍需做大量的工作。

    3.3做好配方改进

    在降低硝基漆VOC基础上,提高耐久性和机械性能,进一步作好配方的改进工作。可选用高性能的有机硅改性醇酸树脂或丙烯酸树脂,对硝化棉进行接枝共聚,变外增塑剂为内增塑剂,提高硝基漆的综合性能,这方面中科院广州化学所曾有人开展过这项工作,效果很好。建议有关部门继续这项工作的研究开发。

    总之,随着科学技术的进步,硝基漆一定能不断地发挥流行时间长、经久不衰的优点,克服自身存在的缺陷。笔者相信,在新世纪,这一老产品一定能再度焕发出新的青春。