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    【集萃網觀察】涂料（顏料）印花技術具有許多優點，因為簡便且經濟，正日益受重視，其印花技術發展很快，特別是隨著合成纖維及其混紡織物的發展，涂料印花的優越性、重要性更加突出。隨著高品質的顏料、黏合劑和極低含固率的增稠劑逐步得到開發和應用，涂料印花產品質量不斷提高，應用范圍不斷擴大，到21世紀初，涂料印花在全球紡織品印花中應用比率達到50%左右，而且近年來生態環保呼聲日益高漲以及特殊視覺效果的涂料印花技術的不斷問世，使這一印花方法越來越多的受到關注，顯示了前所未有的發展前景。

　　阻礙涂料印花發展的主要原因是其產品手感粗硬和摩擦牢度較差。那么，我們如何獲得一個理想的印花涂料呢?這就要從涂料配方設計如何根據涂料的使用功能，充分吸收前人的研究成果和現有的技術，設計出滿足印花要求的配方。

　　涂料開發研究有兩個方面的工作要做：一方面是從涂料的結構、原理出發，自行研制開發出新型的涂料；另一方面是從先進配方中獲得信息，在此基礎上開發研究，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的最佳途徑。涂料剖析是一項復雜的工作，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。有關涂料知識我們的一些生產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者和印花使用者提供一點開發模式及其參考。

　　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、吸收以至創新都離不開對新技術組成的了解。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越國內的產品，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：由于我們印花企業在常年采用進口涂料印花生產過程中，已經對該涂料的大致組成、印花工藝的施實方法、使用環境、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驗和通過產品說明書獲得。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采取的剖析程序和采用相應的分析儀器。眾所周知，印花涂料是一種復雜的混合物，它包括了成膜物質（有機樹脂或無機成膜物質）、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。如日本研發的一種先進的涂料，據有關資料報道，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，根據這些信息來做一個基本判斷。判斷內容：

　　①屬于那類涂料體系，如水性的、粉末的、有機溶劑類等。

　　②根據使用功能來判斷涂料中可能含有的物質。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雜體系，現在還沒有一種儀器能夠在如此復雜的體系中，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，再根據分離出的物質，采用相應的分析儀器設備進行分析，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：

　　⑴了解涂料樣品的有關內容：判斷屬于哪類涂料及其使用的環境條件，并根據紅外反射光譜加以確認成膜物質中所含有的官能團，這樣可以大致確定主要成膜物質的材料。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。

　　⑵在涂料剖析研究中，樣品的預處理是一個重要的實驗環節。對于一個復雜的樣品，不經過任何預處理，任何一種現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，會造成分析結果的復雜化，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，只有將這些物質進一步分開和純化后，才能用一些現代儀器進行分析。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射光譜，要進一步確定物質結構時，需采用X衍射技術分析。

　　涂料剖析工作的基本內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組成的，這些物質的含量是多少等。為了達到上述目的，就需要動用現代分析儀器，如在有機物質剖析過程中，經常使用的分析手段有：紅外、核磁、色譜、質譜等設備。據有關資料報道，有實力的一些大型涂料生產企業已經開始組建了自已的實驗室，購置了相當數量的分析檢驗儀器，培養分析檢測技術人才，這是一個十分令人可喜的開拓。但應當看到不是所有的企業，都有這種實力，況且購置這些設備需要一定的財力，還要有這方面的人才。沒有這方面力量的企業，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、涂料設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，應由本企業的技術人員來進行，后半部分本企業不可能有那么完備現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和專門的檢測機構來完成，據筆者所知，有的企業將自已的研制涂料小樣，送致國外的著名的檢驗機構進行分析檢驗。一些自己沒有自檢能力的企業，不妨也效仿一下人家的作法。

　　涂料配方的設計

　　在涂料配方設計過程中，主要是依據已有涂料配方的剖析結果，設計一個滿意配方，一般需要經過配方設計、配制試驗、配方性能檢測、反復調整配方的過程，一直到獲得滿意配方為止。在配方設計過程中，主要是根據已有涂料的剖析結果，同時兼顧涂層的使用環境，選擇使用的樹脂、填料、溶劑以及助劑。在確定了配方構成以后，確定每種原料的用量范圍，根據試驗因素和水平選擇設計正交試驗，根據試驗程序進行調整，直到獲待滿意的配方。在涂料的選材中，各組分的數量對涂料的性能影響很大，如一種組分選擇不當可能會導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同作用和配伍性。配方設計除了對原料有一定的了解外，還應對涂料的生產設備和生產條件有所了解。對于一種成功的涂料，其技術要求是很高的，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要求，從技術上來看，主要有兩方面技術：即涂料配方技術和涂料生產工藝與設備，可以這樣說只要掌握了這兩方面的技術就可以生產涂料產品。但是要提高涂料性能和質量，開發新品種，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，在一定理論指導下進行配方設計。涂料的組成是十分復雜的，要找出組成與性能之間的關系規律，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，已發展為微機配方設計。因為涂膜的性能指標很多，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“蛛網圖”（Spider graph）技術，根據蛛網的面積來評價涂料的綜合性能，此法比較方便和實用。當前，國內可利用數理統計和計算機技術進行配方設計和優化，如正交試驗設計、回歸分析等，結合計算機技術，進行試驗設計和優化處理，往往能少作試驗，較快、較好地取得結果，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容，使用十分方便。

　　本文最后以著名涂料專家美國Southen Mississippi大學，R.B.Seymour教授的話作為結束語：現在，生產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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