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涂料的起源发展及现代化(涂料简史)
来源: | 作者:34398969 | 发布时间: 2018-06-20 | 1062 次浏览 | 分享到:
一、最初的最初
    在人类最初的最初,由于生产水平不发达,聪明的始祖们利用身边的自然资源来建筑最早的“房子”,在生长着高大树木的地方,就用树枝,藤蔓植物在树上搭建巢穴;在泥土细致的地方,就挖出地洞,墙洞,进行“穴”居;在有岩石和山洞的地方,就直接住在洞内,并布置出最早的室内装饰。
    到史前文明三十万年,也就是新石器时代,出现了最早的含胶质能凝固的建筑材料,也是最早的灰泥:天然石灰和粘土,采用胶凝材料粘结块体材料,不单使砌筑结构物更具有整体性,建造规模更大的建筑物或结构物,还使得在单一的粘土建筑上,再覆上一层保护性的涂料成为可能;并且由于早期颜料的使用,单一的白、红、黄、黑的天然泥土色彩,也可加入颜料,呈现其他的色彩,这就是最早的装饰涂料的诞生。
    二、早期色彩的加入
    人类最早使用的颜料,氧化铁(赭石色);而人类最早的代表合成颜料:埃及蓝、玛雅蓝、中国紫分别出现在:公元前7980年;公元前3114年;公元前221年。
    在氏族社会萌芽时期,氏族之间经常会有争斗,原始女祭司也会用血来占卜,预知下场斗争是胜利还是失败。这时,人们发现一种矿物质,跟动物身上的鲜血有一脉相承的气味、色泽,这就是氧化铁,也就是颜料中的赭石。氧化铁一经发现,立刻受到祭司的亲睐,他们用它来占卜(代替真的鲜血),举行部落中的成人礼(在少年的脸上和胳膊上抹假血),用来在石窟里进行“神视”绘画,(在石窟中画出的奔腾的牛马等生物都是没有脚的,而且彼此透视,因此是在意像中看到的,为祭司的作品,并不是对放牧的写实)。氧化铁这种颜料在原始氏族社会有许多禁忌,平日是无法随意来使用的,只有在特殊的场合才能使用。比如直到中国的清朝末年,还有“朱红色象征血”这种说法,因此皇家的大门和院墙才能用上煞气如此之重的颜色。
    在古希腊和古罗马时期,最好的赭石来自于黑海城市锡诺普(sinope),位于我们今土耳其境内。再后来,“锡普诺亚”成了红赭的代名词。最早来到北美的白人殖民者称当地居民为“红印第安人”,正是因为当地土著用赭色涂画身体的缘故。而在斯瓦士兰的红峰发现的史前4000年使用过的矿,表明其实早期人类使用的赭石“颜料”,实际上是颜色和黏土的混合体,也就是土壤中含有一定分量的赤铁矿或者铁矿。
    在托斯卡纳(今意大利境内)的矿区以及提维岛还出产有黄赭、红赭、蓝赭和白赭,(更神秘的是,这几种赭石似乎还象征着三原色)因此,最原始的涂料就是取材于这些天然的粘土和黏土,双土混合以产生可用的覆涂物质。
    三、中期色彩的加入
    与现代的涂料非常相关的一种颜料是“白色颜料”,白色这种色彩在古代可遇不可求,在古埃及,铅白这种有毒的颜料就已经被妇女引用,使女人的皮肤看起来呈现透明白色的同时,使人慢性中毒,以至于不到中年就死去。直到19世纪,这种有毒的颜料才被明令禁止。铅白加在灰泥里面也能用来刷房子的外墙——这种毒颜料,根据英国标准只能用在一级和二级的房屋外墙上,因此大部分的房屋都还是用石灰来刷白,不过,石灰墙一年要翻新一次,不然会又黄又旧。
   为什么我们要讨论颜色,颜料。观察PPG,Farrow&Ball等国际知名的大品牌,色彩系列永远都很重要,比如Farrow&Ball,是最早以色彩系列出名的涂料公司。就在19世纪的英国,这家公司以怀旧情调的墙漆征服了英国大大小小的老建筑,使得经过了百年历史的老房子从内墙到外墙重新散发了生机,他们推出的几个颜色:萨德伯里黄、查特韦尔绿、线色、砖缝色、死鲑色等都深受民众喜爱——这些彩色墙漆不单有质感,还能使颜色保持在墙面上不褪色、不脱落,涂料公司如果拥有自己独门的颜色秘方,是可以横行涂料界的。像刚才提到的Farrow&Ball早期推出的几个颜色,用现代色精、色浆调恐怕达不到那样的效果。有了这样一个典型,剩下的就只是超越了。结果直到20世纪70年代,英国人才又开始重新重视涂料的天然性和老房子相得益彰的呼吸性,又重新捡起了石灰。
    然而,所有人心里都明白,铅白仍然比石灰白更保色。不过因为铅白的生产过程太过恶心(需要尿液和粪便来发酵),又有剧毒,因此在今天这种颜色是被禁止使用的。
    1800年美国白宫刚竣工,为了古希腊式的崇拜,整个房子刷上石灰,总共用了100吨;房子里的木制品全部涂上了铅白,整整用了两吨。事后美国总统约翰亚当斯在1801年参观房子的时候,一点也不喜欢这白白的装修,觉得房子简陋的可以。
    四、后期色彩的加入与涂料现代化
    染料(颜料)跟现代涂料工业的渊源非一般深刻。在19世纪(1800年后)的英国,由于人工染料的发明和生产,世界化学才得以迈入现代化的行列。1856年,英国大学帕金发明了苯胺紫染料,并申请了专利。1857年,他创办了世界上第一家生产人工合成染料的工厂,将苯胺紫推向市场,因此诞生了合成染料行业。
    1857年,帕金的老师霍夫曼以及法国人维尔古同时发明了品红染料,这些染料都是从工业垃圾煤焦油中提炼出来的,成本低廉,符合染料使用大户——纺织业的需求。1862年,化学工业的合成染料时代正式开始,而在此之前,除了远古而神秘的埃及蓝、玛雅蓝、中国紫,这三种人工合成颜料,其余的都是天然颜料、染料。
(这里不一一赘述埃及蓝、玛雅蓝、中国紫这三种远古颜料,在百度上都可以搜索查询到具体的资料。)
    在合成染料大战的历史时期,德国是后来者。然,后来者居上,在19世纪60年代,德国大量模仿英国和法国的生产工艺,合成染料企业相继成立,遍地开花。赫希斯特公司、拜耳公司、巴斯夫公司和爱克发公司等就是在这一时期创办的。
    1869年,拜耳实验室成功合成茜素染料,从而彻底改变了德国合成染料产业的发展路径,德国企业也进入了自主创新的阶段。
    19世纪70年代后,德国攻克了第二项技术——偶氮染料的合成;70年代后期,德国又和成了靛蓝染料,1880年拜耳申请了靛蓝专利并与巴斯夫公司合作,在1897年实现了靛蓝的大规模工业生产。
    我们耳熟能详的巴斯夫公司也不甘示弱,在1876年申请了甲基蓝专利,只不过没有靛蓝那么出名罢了;1880年开始,巴斯夫公司与拜耳一起实现了染料的化学工厂,因此毫不夸张的说巴斯夫公司创造了化学染料界。
    进入20世纪,巴斯夫公司开始生产聚苯乙烯树脂,并从20世纪70年代开始注重生物纳米技术与化学技术的融合,逐步成为了遍布全球的涂料、饮料、牛奶、农用化学品的主要原材料供应商,用自己的努力使化学企业远离大众心目中所诟病的,污染严重,不顾人居环境的印象,在1974年建立了第一个污水处理厂,1989年建立环境监测中心,到2006年已经成了环境保护人居企业,彻底成为绿色清洁化学品的代名词。
   把目光转回英国,涂料的现代化在那里走了另一条不同的路线。 
   1773年,英国韦廷公司搜集出版了很多用天然树脂和干性油炼制清漆的配方;1790年,在英国创立了第一家涂料厂。
   在整个18世纪,英国的现代涂料开始形成工业体系,亚麻籽油熟油的大量生产和应用,促使清漆和色漆的品种发展迅速;而这些“色漆”仍然是与天然灰泥相匹配使用的:一般都是用3加仑的石灰水,兑入两汤勺的亚麻籽油然后搅拌成浆料,再不断加热的过程中,一点点加入亚麻籽油;等到完全成为均匀细腻的混合物后,就可以停止搅拌和加热了。这样生产出来的涂料每升可以覆盖5-7个平方,而且最好立即用掉。
   到19世纪,英国的涂料生产才正式摆脱手工作坊的状态,许多大品牌相继建厂,(VV漆也是在这一时期才开始逐步走出原始阶段)。因为在工业革命后,英国把重点放在了纺织品上,利用煤炭能源不断发展纺织产业,在化学研究方面远远落后于德国。
   据历史资料记载,在英国工业革命中,棉纺织业是第一个实现机械化的行业,也是生产量最大的部门,其对环境的污染也最为严重。由于工厂主只顾自己的利益,而不顾及环境的问题,直接将纺织厂生产过程中所产生的污水排进河中,使河流遭到污染。
   19世纪初期,一批与化学工业密切相关的啤酒、制革、制碱、制皂、肥料、玻璃制造业等工厂相继开办,其中就有著名的公司,ICI集团的前身英国卜内门公司(Brunner Mond&Co)。相比较而言,这些工厂对环境特别是河流所造成的污染更加严重,曼彻斯特附近的艾尔克河就是典型。沿河建造的工厂有制革厂、染坊、骨粉厂、胶料厂和瓦斯厂等,这些工厂的污水和废弃物,包括附近污水沟排放的污水,都统统汇聚在艾尔克河中。河水黝黑、发臭,里面充满了污泥和废弃物,臭气泡经常不断地往上冒,散布着恶臭,令人作呕。
    最典型的就是伦敦的泰晤士河,由于工业污水不加处理直接排放到河中,使得本来清澈宜人的河流变成了奇臭无比的污水河。1878年,“爱丽丝公子”号游船在河上沉没,死亡640人,其中许多人并非溺水死亡,而是因为喝进了污染的河水。而工厂使用煤炭排放产生的滚滚浓烟遮天蔽日,许多人死于哮喘等呼吸道疾病,连原本光鲜亮丽的建筑都变污染成了“黑煤”的颜色。
   也是在这个时期,德国取代英国成为化学工业中心,英国也依赖德国染料产业,不断向德国输出未加工和半加工的煤焦油产品,再向德国买回精制的值钱的染料成品。直到19世纪后期,英国才幡然醒悟,从河流开始逐步整治;并同时期发展化学用品的绿色清洁化;到20世纪初,终于完成空气质量的初步整改,而ICI集团这样的水性涂料巨头,也是在1926年,由卜内门公司和其他4家最大的英国化学公司并成立。
   说来有趣的是,卜内门公司与中国有着密切的关系。在1898年,该公司派遣一位代表到中国视察,考虑在当地行销产品,随即聘请李德立(Mr.Edward Selby Little)为卜内门公司在中国的第一位总经理。李德立曾在中国居住过一段时间,中文十分流利。当时正是满清末年,中国政局混乱,清朝与国民政府均难以沟通;李氏平日与双方政府要员均有接触,于是居中协调,安排双方晤谈,并达成共识,促使满清最后一位皇帝逊位,顺利完成政权转移,中华民国成立。从此卜内门公司即正式开始为中国服务。为珍惜 ICI与中国历史的一段渊源,至今在中国仍沿用Brunner Mond的译名"卜内门"。
   在1984年和 1990年,ICI集团先后在北京及上海设立业务办事处。ICI公司于1992年成立卜内门太古漆油(中国)有限公司, 并在1994在广州投资二千四百万美元建成ICI广州生产厂。
   至此,现代化涂料厂在世界各国林立,技术也不断的革新和突破。从天然树脂到合成树脂,从需要溶剂的油性漆到更加环保的水性漆,这里也就不一一赘述了。(只要上百度,就能了解更多的合成树脂技术的信息)
    五、原始涂料的回归与发展
    在今天,仍然流行于中国等亚洲国家的“马来漆”,其实只是灰泥中的一种,马来漆的英文名STUCCO,就是灰泥的意思,而灰泥的范围非常广泛,从文章开头的原始涂料,都是灰泥。包括迄今为止市面上非常火辣的“硅藻泥”和公元2015年又出来的“贝壳粉”,实际上都是原始“裸”涂料——灰泥的一种。
    可能读到这里,有些买过硅藻泥或者贝壳粉的人会有点被欺骗的感觉,因为任何灰泥,只要是产自地球上的天然材料,哪怕是一坨黄泥巴,都能吸收有害的气体,与此相关的还有凹凸棒土、海泡石的粉末,这些都是能够吸收有害气体的材质:比如全人类都关心的甲醛,二手烟等等。
    不管是硅藻泥还是贝壳粉,凹凸棒土还是海泡石,早在古埃及时代就在被人们使用,与粘土、黏土、石灰混合在一起,再加入其他的毛发、稻草、动物骨粉等增加胶凝强度的物质,制作成优质的涂料。这些绝对环保的涂料,在如今的欧美国家、非洲国家、日本、东南亚国家、印度、阿拉伯仍然大量使用。
   “绝对环保的涂料”包含以下几点意义:
    第一、取自地球上的天然材料
    第二、产生极少的二氧化碳
    第三、可以调节室内的温度湿度
    第四、废弃之后能够直接归还给大自然
    总结一句:就像是人的贴身内衣,要能随着墙体一起呼吸,并起到人体保健的作用。
    让我们回过头来看看上文中曾经提到的20世纪70年代初,英国开始重新使用石灰这种呼吸性的涂料。的确,在当时,涂料呈现两条线路发展:无机涂料和有机涂料或者叫天然涂料和合成涂料。
   “祸福相依”,也正是因为英国在涂料工业发展时期曾经落后于德国,因此在涂料工业成熟时期,英国的涂料公司,例如Farrow&Ball这样的典型,有“两手准备”:
    1、使用天然古老的方式制作涂料
    2、使用先进人工合成的材料制作涂料
    我们去看2015年Farrow&Ball网站最新的信息,仍然可以看到这样的句子“我们既有古老传统的涂料,又有最新技术的涂料”,不忘记补充一句“我们拥有全面丰富的色彩系统,可实现不同风格的装修梦想”。
    在今天的中国,也在不断发掘传统意义上的涂料,比如说从中国古代工匠利用糯米浆修筑长城中获得启发的涂料;再具体一些,一种到现在还在沿用的古法涂料:使用泥土、大米或者稻草的纤维、和藻类里面熬出的胶质混合在一起,敷在竹子做的框架龙骨上,这种做法也是纯天然,对环境影响极其微小的。
    这样的古法涂料并且如同文章开头所讲,废弃的时候,可以完全归还给自然母亲。
    笔者所在的公司康丽坚,在中国主大陆从事研发生产销售涂料已经20年,到2014年与英国威氏合作,已经研制出相当成熟的产品。康丽坚作为一个完备的厂家,跟Farrow&Ball不同,是为中国主大陆的消费人群专心设计的,能完全适应水泥混凝土墙面的天然涂料。
    比如说Stucco,在康丽坚这里是一种极其细腻,可以直接调色抹墙的现代灰泥;古法的灰泥是需要预先处理的,而康丽坚的马来漆不需要。而且完美的贴合水泥混凝土致密的毛细孔,能和水泥墙体一起呼吸。
    而前面介绍的古法灰泥,也就是完全的无机涂料,是要和以下几种墙体配合使用的:
    无火砖墙、素土夯实墙 、轻质黏土和轻稻草黏土浆料墙 、编织材料墙 、稻草捆包墙、窄木条石膏墙 、芦苇席子墙 、大麻石灰墙、天然石(原石)墙、耐火砖(烧结型)墙烧结型蜂窝隔离砖墙。
    天然的硅藻泥也最好是跟这类墙体搭配使用,如若和水泥混凝墙体使用,(此法则适用于所有的天然涂料)则需要搭建有缝隙的墙板,用龙骨在里面支撑,与原来墙面距离大概1公分左右即可,再敷上硅藻泥;这样一来空气透过涂层,再透过墙板的缝隙,在与原水泥墙的空间里面形成一个微循环系统,就能达到吸收有害气体,去除甲醛,形成温度湿度微调节的目的。
    水泥混凝土墙壁的毛孔与天然墙体不同,定型好,对风雨阳光微生物的抵御性强,但是自主调节性差,呼吸效应基本感觉不到;由于水泥墙里面的结构是结晶状的,虽然能够吸收空气中的水份,但是不能将其透出墙体之外,排放到大环境里去;相反,里面的结晶构造会含住水份,不让它们跑掉。
    因此现代的灰泥涂料要有自己的适应性,对于水泥墙体来说,一定要防止水份进入结晶构造,要做到这点,其结构构成也必须致密,施工涂抹出来的效果也就自然而然的会细腻而光滑。
既然这样的现代灰泥或者现代的合成涂料对现代墙体是具有完全适应性的,而今天的人们所关注的甲醛问题又是如何解决的呢?
    对于这个问题,主要看stucco中的有效成分是什么,比如说能够不断从中逸出电子,捕捉空气中的甲醛,迫使甲醛丢失正电子跟负电子结合,就能将甲醛转化成为健康的气体。并不是说,如果stucco非纯天然的,就无法去除甲醛。康丽坚开发的这种不单可以去除甲醛,还可以现场检测,负离子浓度完全是超过中国主大陆JC/T2040-2010的标准。