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涂料是涂于物件表面能形成具有保护、装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的固态涂膜的一类液体或固体材料之总称。早期大多以植物油大漆和天然树脂为主要原料,故有“油漆”之称。现代合成树脂和合成原料大量增多,油漆学名称“涂料”。在具体涂料品种中,可用“漆”来表示“涂料”。人们将涂料涂覆于物体表面形成固体涂膜的施工过程称为“涂装”
涂 料 发 展 历 程
(一)辉煌的漆器发展史
我国是世界上最早使用和生产以天然物质(大漆、桐油、松香、红土等)为原料制作涂料的国家。进入17~18世纪,中国正处于清朝“康乾盛世”,涂料产业得到较快发展,漆器及制造技术向日本等国输出,在国际上处于领先地位。
中国人使用涂料(油漆)的历史可以追溯到七千年前的新石器时代晚期,浙江余姚的河姆渡人就制造、髹饰了世界上最早的朱漆木碗,那两件刳器文物被当作镇馆之宝保存在浙江省博物馆内。河姆渡朱漆木碗外黑内红,经考古学家鉴定,黑漆中含有铁元素,红漆中含有朱砂成分,生漆必须添加着色物质,经过充分混合、调和加工才能达到这种效果。因此,河姆渡漆器的水平在当时已经属于较高等级的涂装技术,而不是原始、简单的单色髹饰,由此可推测,中国漆器的历史可能在一万年左右。
漆器所用的原料是漆树液汁提取物,称为生漆(也叫中国大漆),髹饰的漆器,外观精美,耐酸、耐碱、耐潮湿、耐腐蚀,坚固耐用,可以长期保存。漆器艺术是中华民族贡献给世界文明的一笔宝贵历史财富。
生漆由漆酚、含氮物、胶质、水分等构成,漆酚与空气接触后即起化学反应,从乳白色逐渐过渡到赭红色,最后变成黑色,固化成膜。
中国古代漆园业一般都由政府牵头组织和发展。《韩非子·十过篇》曾记载“禹作祭器,黑漆其外,而朱画其内”,被认为是最早记载漆器工艺的文献。大名鼎鼎的庄子就曾担任“漆园吏”这一职务。司马迁在《史记 •货殖列传》中曾写过“漆千斗……此亦比千乘之家,其大率也”,“陈夏千亩漆,其人千户侯”这样的生动描写。
春秋战国打下了漆器业初步基础,西汉时期大漆采集处理和漆器髹饰和固化技术进步都较大。大漆的固化是空气中氧对漆酚的氧化交联聚合,要靠大漆中所含虫漆酶催化,在40℃、相对湿度80%时,催化活性最大,温度太高就失效。长沙西汉马王堆墓出土的漆棺、漆器涂膜坚韧光亮,保护性能好,证明当时的漆器达到了较高水平,已掌握了大漆的固化技术。
汉唐漆器进一步发展壮大,不仅完善、补充了漆器的各种加工流派技艺,而且逐渐将中国漆器技术辐射到周边的国家。两汉时期影响到朝鲜半岛,唐代传至日本。日本经过几百年的学习和积淀,逐渐开发出其特有的民族漆器“莳绘漆器”。
中国漆器形成产业的雏形是在北宋时期(11—12世纪),当时的汴梁城(今开封市)已经有了“大漆一条街”,从业作坊数以百家计,他们有个组织叫行会,是由政府牵头组织的,便于管理和征税。这种行会在元代、明代和清代都有存在,明代的称为“果园厂”、“油漆作”,清代沿用了“油漆作”,至今在北京仍可追溯到“油漆作胡同”遗址。
然而惋惜的是,由于种种原因,至今未在史料典籍中发现中国古代涂料的行业概况,包括产地分布、年总产量、龙头作坊等。虽然五代朱遵度的《漆经》和明代晚期黄成的《髹饰录》是两本漆器专著,但前者早已散佚,后者则是一本产品标准的技术书。
大漆颜色深,加之漆酚对人体有一定毒性,需要改性使用,影响了大漆在涂料中的应用。至今除了用于漆器、工艺品和特殊用途外,在涂料中应用量较少。
(二)桐油在古今涂料发展中扮演重要角色
桐油是我国特产,又名木油,或中国木油。由大戟科油桐种子经压榨或溶剂浸出制得,在中国使用已有1300多年。最早记载出现在唐代陈藏器的《本草拾遗》:“罂子桐,有大毒,压为油,毒鼠立死,……一名虎子桐,似梧桐生山中。”北宋寇宗的《本草衍义》、明代李时珍的《本草纲目》和徐光启的《农政全书》、清代吴其浚的《植物名实图考长编》等著作都记录了有关桐油情况。最具代表性的是北宋林业科学家陈翥所著《桐谱》,论述了桐油的形态特征、生物学特征、品种及分类、造林技术以及采伐利用等,比较全面系统地总结北宋及以前古代人民种植与利用桐油的一整套经验,是我国最早对桐油系统研究的著作,在中国和世界都有一定影响。在这些著作指导下,对桐油添加土子(含氧化铅)进行加热“熬炼”,提高干率,减少涂膜起皱。
经过简单加工的桐油涂膜具有干燥快、附着力强、有光泽、防水性好、耐酸、防腐等优点。古代主要用桐油涂抹船舶、家具、农具、器皿,点灯照明,使用广泛。在古代涂料中,桐油发挥骨干作用,因其分子中具有共轭三烯结构,反应活性大,是优良的干性油,可单独在油基涂料中使用,也可和其他半干性油、不干性油合用,还可在合成树脂涂料中应用。在近现代的涂料工业发展中,也是重要角色。
民国时期,桐油不仅在涂料中应用扩大,而且一度成为重要出口产品。中华人民共和国成立后,桐油得到国家进一步重视,全国桐油最高年产量在10万吨以上,占世界市场的80%左右,主要出口到澳大利亚、东南亚各国、日本等。后来美国、南美洲产的桐油出口量增加,减少了我国桐油出口量。我国桐油一半以上用于涂料。黄河以南省份都产桐油,不占良田,在山岭与丘陵地带可种。我国桐油年产量可达15万~20万吨,一半用来做涂料原料,至少可生产高、中档合成树脂涂料50万吨/年以上,将发挥这种可再生资源的更大作用。
转自《中国化工通史》