【集萃網(wǎng)觀察】涂料（顏料）印花技術(shù)具有許多優(yōu)點，因為簡便且經(jīng)濟，正日益受重視，其印花技術(shù)發(fā)展很快，特別是隨著合成纖維及其混紡織物的發(fā)展，涂料印花的優(yōu)越性、重要性更加突出。隨著高品質(zhì)的顏料、黏合劑和極低含固率的增稠劑逐步得到開發(fā)和應(yīng)用，涂料印花產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴大，到21世紀初，涂料印花在全球紡織品印花中應(yīng)用比率達到50%左右，而且近年來生態(tài)環(huán)保呼聲日益高漲以及特殊視覺效果的涂料印花技術(shù)的不斷問世，使這一印花方法越來越多的受到關(guān)注，顯示了前所未有的發(fā)展前景。
阻礙涂料印花發(fā)展的主要原因是其產(chǎn)品手感粗硬和摩擦牢度較差。那么，我們?nèi)绾潍@得一個理想的印花涂料呢?這就要從涂料配方設(shè)計如何根據(jù)涂料的使用功能，充分吸收前人的研究成果和現(xiàn)有的技術(shù)，設(shè)計出滿足印花要求的配方。
涂料開發(fā)研究有兩個方面的工作要做：一方面是從涂料的結(jié)構(gòu)、原理出發(fā)，自行研制開發(fā)出新型的涂料；另一方面是從先進配方中獲得信息，在此基礎(chǔ)上開發(fā)研究，這就是本文要討論的涂料剖析。無疑，剖析先進的涂料是吸收先進技術(shù)的最佳途徑。涂料剖析是一項復(fù)雜的工作，進行剖析時需要有兩方面的知識：一是涂料知識，二是剖析知識。有關(guān)涂料知識我們的一些生產(chǎn)廠和廣大印花用戶均已具備，這里重點研究剖析知識，希望能為廣大印花涂料生產(chǎn)者和印花使用者提供一點開發(fā)模式及其參考。
涂料剖析的基本概念
涂料剖析是獲取先進技術(shù)的一種重要手段和捷徑，尤其是對國外一些先進的印花涂料進行消化、吸收以至創(chuàng)新都離不開對新技術(shù)組成的了解。怎樣獲得涂料組成的信息是整個涂料剖析的關(guān)鍵。剖析工作首先要從兩個方面進行：例如國外的一些先進的印花涂料在性能方面都優(yōu)越國內(nèi)的產(chǎn)品，要想趕上或達到國外涂料印花的水平，其①要獲得一些什么信息：由于我們印花企業(yè)在常年采用進口涂料印花生產(chǎn)過程中，已經(jīng)對該涂料的大致組成、印花工藝的施實方法、使用環(huán)境、貯藏方法都有了比較深刻的了解。因為這些信息通過使用過程中積累的經(jīng)驗和通過產(chǎn)品說明書獲得。②怎樣獲得信息：針對具體每一牌號的印花涂料體系所對應(yīng)采取的剖析程序和采用相應(yīng)的分析儀器。眾所周知，印花涂料是一種復(fù)雜的混合物，它包括了成膜物質(zhì)（有機樹脂或無機成膜物質(zhì)）、顏料（包括顏料和填料顆粒大小、顏體比等）、溶劑（由哪些溶劑成分組成）、以及少量的助劑等。如日本研發(fā)的一種先進的涂料，據(jù)有關(guān)資料報道，在涂料中加了上百種助劑。助劑的量雖小，但它卻關(guān)系著涂料的整體性能，所以，涂料剖析中能否成功地分離涂料中每一種組分往往成為涂料剖析的核心和關(guān)鍵。無法分離，剖析也就成了一句空話。
涂料剖析的程序
涂料剖析就是通過一定的分離-分析過程和步驟，將復(fù)雜的混合物通過一定的分離手段純化到滿足各種分析儀器要求的純度，從而獲得涂料的組分和每種成分在涂料中的含量。由于涂料用途不同，組成上會有較大的差別，在剖析前需要對涂料的使用用途有一個基本的了解，根據(jù)這些信息來做一個基本判斷。判斷內(nèi)容：
�、賹儆谀穷愅苛象w系，如水性的、粉末的、有機溶劑類等。
②根據(jù)使用功能來判斷涂料中可能含有的物質(zhì)。這些對于剖析具有重要的參考價值，因為涂料是一個混合物的復(fù)雜體系，現(xiàn)在還沒有一種儀器能夠在如此復(fù)雜的體系中，獲得所需要的信息（成分含量、顆粒大小、顏體比等），所以，為了滿足分析要求的試樣和防止涂料中低含量組分的流失，就必須逐步分離出涂料中每種需要分析的物質(zhì)，再根據(jù)分離出的物質(zhì)，采用相應(yīng)的分析儀器設(shè)備進行分析，稱這個過程為涂料剖析分析程序和步驟。
涂料的剖析程序一般如下：
�、帕私馔苛蠘悠返挠嘘P(guān)內(nèi)容：判斷屬于哪類涂料及其使用的環(huán)境條件，并根據(jù)紅外反射光譜加以確認成膜物質(zhì)中所含有的官能團，這樣可以大致確定主要成膜物質(zhì)的材料。了解樣品是單組分還是雙組分的，一般單組分涂料是熱塑性樹脂，雙組分的是熱固性樹脂。
�、圃谕苛掀饰鲅芯恐�，樣品的預(yù)處理是一個重要的實驗環(huán)節(jié)。對于一個復(fù)雜的樣品，不經(jīng)過任何預(yù)處理，任何一種現(xiàn)代化分析儀器也無法直接給出全部信息。樣品的不均勻和各種組分的相互干擾，會造成分析結(jié)果的復(fù)雜化，一般要采用過濾、蒸餾、萃取、沉淀等方法將混合物分離。大體上被分離為：無機混合物、低分子有機混合物（溶劑和助劑）、高分子混合物三大部分。無機部分經(jīng)過簡單處理就可以直接進行儀器分析，而低分子有機部分和高分子物等則需要進行分離才能進行分析。
⑶分離和純化：對于組成簡單的涂料混合物可以通過比較簡單的方法達到分離。而對成分復(fù)雜的涂料混合物即使采用了一些分離手段而得到的組分，分析儀器也未必檢測得到，還需要進一步進行純化和分離。如前面論及的日本的一種高級涂料中加入的助劑的組分高達幾十種或上百種，只有將這些物質(zhì)進一步分開和純化后，才能用一些現(xiàn)代儀器進行分析。色譜方法是分離和純化有機混合物最好的方法，包括色譜法、薄層色譜法、高效液相色譜法、凝膠色譜法、氣相色譜法。對于樣品中的常量元素可直接選用X射線熒光光譜、電子能譜就可比較準確地定性出元素和含量多少等信息。對于微量元素通常采用原子吸收光譜或原子發(fā)射光譜，要進一步確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)時，需采用X衍射技術(shù)分析。
涂料剖析工作的基本內(nèi)容就是要了解涂料配方的組成，如它是由什么樹脂，哪些顏料，哪些填料，哪些助劑等組成。在涂料配方設(shè)計時要考慮選擇什么樹脂，什么顏料，顏料占樹脂中的多少，利用那些助劑改善印花涂層的流平性以及提高涂層的附著力，涂層的光澤等。對試樣涂料的分析目的就是要得到相關(guān)的信息，實際上剖析涂料的目的就是要知道涂料配方是由那些物質(zhì)組成的，這些物質(zhì)的含量是多少等。為了達到上述目的，就需要動用現(xiàn)代分析儀器，如在有機物質(zhì)剖析過程中，經(jīng)常使用的分析手段有：紅外、核磁、色譜、質(zhì)譜等設(shè)備。據(jù)有關(guān)資料報道，有實力的一些大型涂料生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始組建了自已的實驗室，購置了相當(dāng)數(shù)量的分析檢驗儀器，培養(yǎng)分析檢測技術(shù)人才，這是一個十分令人可喜的開拓。但應(yīng)當(dāng)看到不是所有的企業(yè)，都有這種實力，況且購置這些設(shè)備需要一定的財力，還要有這方面的人才。沒有這方面力量的企業(yè)，是不是就可以不作涂料剖析方面的工作了呢?要想進步，要想發(fā)展還是做這方面工作的。最好是剖析工作過程的前半部分（如了解樣品、了解用途、樣品的預(yù)處理、分離和純化），后半部分是掌握分析檢測儀器的分析人員要做的工作。因為這些工作（前半部分）還是涂料生產(chǎn)、涂料設(shè)計人員了解的知識比較多，做起也比較方便有利，而對于掌握現(xiàn)代儀器分析的人員，他們了解這些的知識并不多，做起也不一定到位。涂料混合物的分離和分離后的成分怎么分析以及采用什么儀器分析，涂料剖析需要對涂料和儀器分析兩個背景知識都全部掌握的人才并不多。所以，剖析工作的前半部分，應(yīng)由本企業(yè)的技術(shù)人員來進行，后半部分本企業(yè)不可能有那么完備現(xiàn)代分析檢驗儀器和人才，完全可將分離純化的樣品委托給有檢測能力的企業(yè)和專門的檢測機構(gòu)來完成，據(jù)筆者所知，有的企業(yè)將自已的研制涂料小樣，送致國外的著名的檢驗機構(gòu)進行分析檢驗。一些自己沒有自檢能力的企業(yè)，不妨也效仿一下人家的作法。
涂料配方的設(shè)計
在涂料配方設(shè)計過程中，主要是依據(jù)已有涂料配方的剖析結(jié)果，設(shè)計一個滿意配方，一般需要經(jīng)過配方設(shè)計、配制試驗、配方性能檢測、反復(fù)調(diào)整配方的過程，一直到獲得滿意配方為止。在配方設(shè)計過程中，主要是根據(jù)已有涂料的剖析結(jié)果，同時兼顧涂層的使用環(huán)境，選擇使用的樹脂、填料、溶劑以及助劑。在確定了配方構(gòu)成以后，確定每種原料的用量范圍，根據(jù)試驗因素和水平選擇設(shè)計正交試驗，根據(jù)試驗程序進行調(diào)整，直到獲待滿意的配方。在涂料的選材中，各組分的數(shù)量對涂料的性能影響很大，如一種組分選擇不當(dāng)可能會導(dǎo)致整個涂料配方的失敗。所以，除了充分考慮每種成分的作用外，還要考慮各種成分之間的協(xié)同作用和配伍性。配方設(shè)計除了對原料有一定的了解外，還應(yīng)對涂料的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)條件有所了解。對于一種成功的涂料，其技術(shù)要求是很高的，因為厚度為幾個微米至幾十微米的涂膜，要滿足各種不同的指標(biāo)要求，從技術(shù)上來看，主要有兩方面技術(shù)：即涂料配方技術(shù)和涂料生產(chǎn)工藝與設(shè)備，可以這樣說只要掌握了這兩方面的技術(shù)就可以生產(chǎn)涂料產(chǎn)品。但是要提高涂料性能和質(zhì)量，開發(fā)新品種，這些是遠遠達不到的。要想得到一個性能非常理想的配方，還得做大量的試，在一定理論指導(dǎo)下進行配方設(shè)計。涂料的組成是十分復(fù)雜的，要找出組成與性能之間的關(guān)系規(guī)律，還有很多的研究工作要做。由于配方制定的試驗工作量很大，已發(fā)展為微機配方設(shè)計。因為涂膜的性能指標(biāo)很多，而且有些性能是相互制約的，如何綜合各方面性能，比較快的得到最佳配方，國外提出了“蛛網(wǎng)圖”（Spider graph）技術(shù)，根據(jù)蛛網(wǎng)的面積來評價涂料的綜合性能，此法比較方便和實用。當(dāng)前，國內(nèi)可利用數(shù)理統(tǒng)計和計算機技術(shù)進行配方設(shè)計和優(yōu)化，如正交試驗設(shè)計、回歸分析等，結(jié)合計算機技術(shù)，進行試驗設(shè)計和優(yōu)化處理，往往能少作試驗，較快、較好地取得結(jié)果，達到事半功倍的效果。目前，市場上已有該類計算機軟件出售，且包括原材料管理等多項內(nèi)容，使用十分方便。
本文最后以著名涂料專家美國Southen Mississippi大學(xué)，R.B.Seymour教授的話作為結(jié)束語：現(xiàn)在，生產(chǎn)的涂料已是無處不在并人皆知之，可是，顧客只是欣賞涂料賦予的保護和美麗，并沒有感覺到涂料本身的存在，只有當(dāng)涂料失敗時，才會注意到涂料的存在。
來源：印染在線
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