无机涂料的起源

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日常生活中已经习以为常的许多事物,人们已经忘了它的来历,比如涂料。

无机涂料用于壁画。无机涂料用于壁画。无机涂料用于外墙涂装。

最早的涂料是由天然材料制成的,如土壤、石灰、油和植物提取物,用途上兼具功能性(防水防腐)和艺术性(绘画)。古埃及人用矿物颜料和天然树脂制作涂料,装饰建筑和绘制壁画。古希腊和古罗马人则开始使用石灰涂料涂装建筑物的内外墙面。中世纪时开始出现油漆,最早的油漆是油和矿物颜料混合制成的,之后植物油和动物脂肪也被用于油漆制作。

18世纪工业革命后开始使用化学合成颜料和树脂制作涂料,使得涂料的质量性能得到了显著提高,而成本大幅降低,从此有机涂料风行天下,在为建筑和工业提供极大便利的同时,也为环境和人类健康带来始料未及的损害。

有机物和无机物是化学上非常重要的一对概念,从化学成分上看,有机物主要由碳、氢、氧、氮、硫等及少量磷、卤素等元素组成,无机物则由上述元素之外的其它元素组成。

从化学性质上看,有机物性质活跃,可参与氧化、还原、酸碱中和等各种复杂反应,而无机物的化学反应种类较少,只有酸碱反应和氧化还原反应。有机物的熔点和沸点较低,无机物的熔点和沸点较高。

有机物主要存在于生物(动植物)体内和石油煤炭等有机物质中(石油煤炭实质上也是上古生物的演变体),而无机物则广泛存在于自然界中,如空气、水、土壤、岩石矿中,其中又以硅酸盐化合物为主,在地壳物质中占95%的比例。

当今市场占据大半壁江山的涂料是以乳胶漆为代表的有机涂料,是石油化工产业的重要成果,原材料以有机化合物即合成树脂为主。无机涂料是由无机材料制成的涂料,由无机颜料、无机填料和无机粘接剂等组成。

基于有机物与无机物各自的化学特性,有机涂料与无机涂料呈现出巨大的差异。有机涂料化学性质不稳定,耐候性相对较差,同时因原材料和生产加工工艺限制,产品不同程度有甲醛、苯系物及挥发性有机化合物(Voc)等;无机涂料具有更高的耐候、耐热和耐化学腐蚀性能,且天然、无污染。

虽然化工业的突飞猛进,使得有机涂料盛行一时,但以矿物涂料为代表的#无机涂料#从诞生起其实一直没有停止自我更新迭代的步伐。

大家只知道歌德是德国著名诗人、剧作家,却少有人知道他还是一位科学家。年,歌德就曾痴迷于硅酸钾呈现出来的特性,并对此进行过探索,希望为这个奇妙的化合物找到合适的用途。可惜限于生产应用技术的缺乏,终其一生,歌德都未能为其找出应用之道。

巴伐利亚国王路德维希一世(年8月25日-年2月29日)是知名的艺术爱好者,渴望在自己位于巴伐利亚的王国里体验绚丽多彩的意大利石灰壁画作品,但是巴伐利亚阴凉潮湿的气候却让他引进的作品受到侵蚀而损坏。

路德维希一世发出征集令,要求巴伐利亚的科学家研发出一款既具有壁画质感同时又有高耐候性的颜料。年,基于歌德的研究成果,德国化学家阿道夫·威廉·凯曼(AdolfWilhelmKeim,年-年)用石英、水晶等硅酸盐矿石为原材料,将硅酸钾溶液与矿物色料结合,成功研制出无机涂料,并获得了德国皇家发明专利。

遗憾的是此时路德维希一世已去世2年,未能亲眼见证这一历史时刻。后来以该发明为基础,阿道夫·威廉·凯曼创立了德国凯曼矿物涂料公司,由此奠定了凯曼矿物涂料作为无机涂料先驱和创始者的地位。

无机涂料是一个大的分类,现在市场上,矿物涂料、无机矿物涂料、无机涂料、无甲醛涂料、无害涂料、环保涂料、天然涂料、天然环保涂料等等概念很多,但实质上都是指同一类以硅酸盐矿石为原材料、硅酸钾水玻璃为粘合剂、无机色素为颜料组成的涂料。基于其稳定的化学特性,无机涂料具有天然、环保、防火、防潮防霉、防静电、持久不褪色等特点。涂装物的种类也越来越广泛。

目前国内相关的国家标准主要是:

1.GB/T-《无机涂料》,规定了无机涂料的分类、要求、试验方法、标志和包装等。

2.GB/T-《高温涂料》,对高温环境下无机涂料的应用进行了详细的规定和要求,包括施工前的基础处理、施工工艺、干燥条件和着色等。

但两个标准对于涂料中无机成分的比例都没有明确规定。另有一些非专门针对无机涂料的国家标准,在提到无机涂料中的一些品类如钛白粉、钒钛粉、铝粉时,也只是对产品分类、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输和贮存等作了一些规定和要求。

总体而言,国内无机涂料市场鱼龙混杂,标准滞后,仍有待进一步规范。




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