浅谈水性色浆的应用与发展

摘 要：

  涂料赋予建筑、桥梁、船舶甚至我们使用的电脑、手机等以丰富的色彩，而这些色彩的呈现则完全得益于着色剂。时至今日，涂料用着色剂也从直接使用颜料逐步发展到通用色浆。随着各类功能化涂料飞速发展，涂料色浆的专业化、功能化也必将成为色浆发展的新问题。色浆的主要功能是赋予涂料以色彩，而随着涂料体系向着多元化方向发展，不同体系下色浆的应用环境有很大区别，对色浆要求也各不一样。因此，色浆体系必须具有较强的通用性能，适应各种环境下的着色要求。

关 键 词：水性色浆、色浆、应用、发展

前 言

  世界并非事先就有了颜色。产生颜色概念和感官的眼睛与大脑相互影响的结果。人类的眼睛能辨别30万种以上的色泽 — 这是人类机体的一项特别功效，也是染料颜料生产商的一个挑战。他们生产出的各种天然和合成的颜料产品反射出特定的光波长，从而在眼睛里呈现出不同的颜色。为了适应涂料的需要，颜料必须符合多重要求。它们必须具有强烈的色彩、高度可分散性，此外根据不同用途，还需要其具有不褪色性、热稳定性以及耐候性和耐化学性。同时，在特殊场合，它们还必须具备无毒、环境友好性和便于使用。随着市场竞争的激烈化，产品细化、专业化是一个必然趋势，一些建筑物、日用品、玩具等的表面装饰，或通体着色，使用色浆，特别是高品质的色浆，也是一个必然趋势。色浆市场潜力大，在国内目前属于朝阳产业，表面上竞争激烈，不过是处在一低层次的、简单的物价交换的层次。产品质量有待提升，色浆研发力度、深度有待加大、种类有待完善、色浆企业有待扩张重组，色浆品牌有待树立和推广。

一、色浆简介

  色浆，顾名思义是一种有颜料浓缩浆，是利用不同的颜料，通过对颜料表面处理、表面包裹等技术，经过严密的加工工艺研制而成。由于所使用的溶剂不同，色浆又分为水性色浆、油性色浆、水油通用色浆等；根据色浆的用途不同又分为涂料色浆，胶带色浆，造纸色浆、纺织色浆、机械色浆、玩具色浆、乳胶制品色浆等；根据使用色浆的工具不同，人们把色浆简单的分为工厂用色浆和机用色浆等等。色浆在自然界里协同着装扮着整个世界：小到穿着打扮、日用、玩具等，大到桥梁、房屋建筑等，无不是展示着五颜六色的色彩。

二、色浆的历史概况

  传统的涂料着色是利用颜料粉直接加到涂料中，或有些涂料厂家自己简单的把颜料制成浆料，然后加到涂料中对涂料进行着色。这样做存在一定的弊端：如颜色的重现性不好，着色不均匀，由于没有专业的技术和工艺，颜料颗粒比较粗，着色力不高，污染严重，加到涂料中，涂料成膜后耐光性、耐侯性差，容易褪色、粉化等。
随着市场竞争的激烈化，分工越来越细，高端涂料的呼声越来越高，上个世纪九十年代，国内色浆厂家应运而生，刚开始就一两家专门做色浆的厂家；其实在国外，上个世纪六十年代就有专门的色浆的厂家，比较著名的品牌如科莱恩、德固萨、希必思等，那时国内有些质量意识比较强的涂料厂家就开始从国外购买色浆，不过价格比较高，如氧化铁系列色浆，当时价格甚至有高达100元左右一公斤，后来国内色浆厂家起来了，价格也相对的降下来了，由30多元每公斤，降到现在的十多元每公斤。一方面是技术、设备的提升，成本在可控范围内；二是竞争越来越激烈，有些厂家把利润降下来了。
尽管如此，色浆产品质量反而比刚开始提升了很多，品种也有所完善，色浆厂家也有刚开始的一两家，到现在已经有二三十家了，主要分布在江、浙、沪、广东等地。

三、色浆的市场使用情况
 

  到目前为止，国内涂料厂家基本上普及了使用色浆。一般的小涂料场，一年色浆的使用量保守一点估计应在2000-5000元左右（以金额算），中型涂料厂在5-10万元，大型涂料厂色浆使用量50万-100万元左右。不同涂料厂使用的色浆量相差甚巨。而在我国大大小小的涂料厂大概有12000家左右，主要集中分布在长江三角洲这一带。以平均每家涂料场使用色浆2万元/年计算，色浆用量大概在2.4亿元左右。而2006年我国涂料总量突破500万吨大关，达到了507.84万吨，以30%的色漆量计算，每吨涂料色浆用量大概在157.53元，而这是一个非常保守的数据。而目前国内色浆厂不到三十家，包进口品牌色浆了不起三十多家。由于设备和技术、资金等的限制，国内真正的大型色浆厂家不多，而国内市场对色浆的需求远远大于这些厂家的产出（除了建筑涂料色浆外，还有橡胶制品用色浆,PVC制品用色浆等民用、工业用色浆，对色浆的需求比涂料大得多），产品良莠不齐，质量还有待更进一步的提升。
四、水性色浆的应用与发展

随着建筑与工业的飞速发展，其中包括酒店、商业、景观、交通等色浆领域极少设计到的领域都已经大幅进入色浆市场的发展范围，正走向整体化、节能化的发展趋势，当然这主要表现在色浆厂家的快速崛起，带动整个色浆产业趋向高效、低碳发展。而作为涂料行业重要分支，水性色浆在工业、房产、家具、家电、建材家居的带动下，迅速成长为消费主流，水性色浆在现代家居装修、家居装饰生活中扮演者越来越重要的角色。
水性色浆用于着色,其应用领域十分广阔,包括涂料、皮革、印刷、造纸、乳胶、纺织等行业,目前主要服务对象是涂料行业。
 

汽车工业

用于汽车：耐光、耐候、耐酸、耐碱、耐摩擦、耐温差。
汽车涂料是发展最快的涂料品种，用量仅次于建筑涂料，列居第二，也是性能要求最高的涂料品种，其中尤以汽车涂装要求最高。因此，汽车涂装材料往往代表了当代涂料工业的最高水平和发展情况。
在国内汽车行业中，车辆喷漆普遍使用的都是传统的油性色浆，油性色浆中含有较多的有机物质，这些有机物质挥发到空气中，容易对空气造成污染。而相比传统的油性色浆，水性色浆是一种新型高端的环保色浆，根据专业机构测算，以每周平均混合4升底色漆的车间为例，使用水性色浆每年可以减少115千克VOC的排放，相当于100多辆车一年的尾气排放量。
近年来由于中国整体经济环境向好和消费者购买能力的提高，加之人均汽车保有量较低，中国汽车工业正在急速扩张，同时也为中国地区的汽车涂料市场创造了空前的发展机遇。数据显示，2009年中国汽车销售远超出美国340万辆，而仅2010年1、2月份，中国汽车累计销量287万辆，美国148万辆，已超越美国近一倍，而从中国经济整体发展情况看，中国汽车市场还将近一步扩大，无论是从新车用漆还是旧车保养来看，中国汽车涂料业都将拥有巨大的市场空间，而随着全社会对低碳环保理念的不断推进，水性汽车涂料或将成为汽车涂料产业未来发展的一个必然趋势。

皮革色浆

  皮革色浆：1. 增加美观：涂后光滑、有光泽、色泽均匀一致
       2. 提高耐用性：涂后革上形成保护层具有耐热、耐寒、耐水、耐有机溶剂、耐干湿擦，韧性强，不开裂，转移后不影响皮革表面的纹路
       3. 修正皮革表面的缺陷
       4. 增加花色品种：各种颜色的革
       5.提高皮革档次
  皮革应用时要经过不断的反复的伸长、弯曲。不同革要求不同。如鞋面革伸长率 ﹤ 服装革，而皮革和涂层的伸长率也有不同要求，一般涂层要﹤革的值。一般鞋面革的伸长率≮30%, 而涂层的伸长率≯30%;服装革的伸长率≮40-50%,而涂层的伸长率≯40-50%. 因为当涂层<革的伸长率，拉伸皮革时，涂层色变浅，通常为散光。严重时，涂层拉断。皮革还有一点很重要，就是不能有褪色，也是决定皮革的档次的重要条件之一

航空
  要求：耐光、耐候、耐酸、耐碱、高度耐磨性、耐高温性和耐骤冷性，适应超音速飞行，空间技术要求提供耐几千摄氏度高温，耐宇宙射线辐射。
国内有企业研发的用于飞机发动机的叶片耐冲蚀保护色浆，虽然该色浆具有较好的耐磨性和抗挤压性性能，但是色浆在研发时没有考虑涂层的防冻防冰性能，可能会导致在飞机在高寒环境下出问题。所以，做为尖端领域中的涂料产品，企业在设计和研发上一定考虑周全，由其是在未来航空领域中，将对色浆的要求越来越高。

建筑
  用于建筑：耐光、耐候、耐酸、耐碱。
专业厂家制备的通用色浆大大简化了色漆的生产工艺，有力的促进了涂料工业的发展。目前国内外色浆产品品种繁多，主要有水性色浆和溶剂型色浆两大类。产品分别应用于不同的领域，其中建筑涂料用水性色浆应用最为广泛，已自成体系。随着建筑业的发展以及人们对建筑涂料颜色多样化、个性化的需求，该类产品发展迅猛。
依据涂料产量来推算色浆的销量,若涂料用水性色浆90%用于建筑涂料,建筑涂料中着色的按30%估计,2006年建筑涂料产量155万吨,着色涂料47万吨,色浆的着色配比一般为1-2%,色浆用量约0.47-0.94万吨,长三角地区若按37%计,色浆用量约1739-3478吨。
建筑涂料是用量最大的一类涂料，国际上普遍认为，涂料的消费量可以用来衡量一个国际经济发展的水平。在欧美等经济发达国家，建筑涂料占涂料总量的50%，涂料年人均消费量达到10kg以上，明显地超过发展中国家。近年来中国经济的不断发展，住房需求的不断增加，建筑业迅速发展。虽然建筑涂料也得到越来越广泛的应用，但是中国涂料年人均消费量仍然低于欧美发达国家水平。
 

家具涂料

  是指涂装在家具表面，形成一层涂膜，即美化了家具同时也起到保护家具的作用。如透明氧化铁色浆， 透明氧化铁因其有100nm左右的原级粒径而导致光的绕射，当将其分散在介质中制成连续的膜层时具有透明的着色效果。透明氧化铁颜料的化学结构决定了其有很高的耐光性和耐候性。又由于极细的原级粒径而增加了吸收和屏蔽紫外光的能力。透明氧化铁用于家具等的透明着色，可保留木材原有的花纹，而本身的耐光性使家具的颜色经久不变。
透明氧化铁色浆不仅仅用于家具涂料，还广泛应用于透明塑料、高档汽车面漆、木器涂料、食品着色剂等领域。用于塑料等透明介质中，能起到透明着色的功效，也能起到很好的抗紫外线的作用。但透明氧化铁目前还处于应用的起步阶段。
根据预算，2015年，中国家具产值将将超过汽车产业达到24000亿元。做为涂料的下游市场之一，家具产业的发展对水性色浆有着较为直接的影响， 1978年中国家具产值仅为10.8亿元，到1988年家具业总产值就上升了4倍之多，达到了41.08亿元。而随着人们生活水平的提高，2007年中国家具总产值已高达5400亿，2009年更是惊人，总产值已达7000亿人民币。家具产业的蓬勃发展，有力的带动了水性色浆的高速发展。

橡胶

  电线， 电缆，轮胎主要用炭黑。如果把所有传统利用炭黑色粉对产品着色和改善性能的企业全部改为用炭黑色浆，我想炭黑色浆用量在所有色浆中恐怕要占据首要的位置。
以2000年的63万吨来计算，平均加工成30%色含的色浆，其量应该是：63万吨/30%=20000万吨。以目前国内色浆企业的生产能力来说，一天24小时满负荷运做，专门生产炭黑色浆，还是远远不够的。而且其中有一大部使用炭黑色粉的企业，以目前国内国际色浆技术，还没法利用色浆取代。如轮胎工业，目前主要就是使用色粉的。轮胎工业仍是炭黑的主要用户，从1912年人们发现炭黑对橡胶具有补强作用以来,炭黑逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。目前世界橡胶工业原材料耗用量排在第一位的是生胶,第二位的是炭黑;换言之,炭黑已成为消费量最大的橡胶配合剂。炭黑的耗用量一般占橡胶耗用量的40%～50%,也就是说,在橡胶配方中,通常每使用2份橡胶就会搭配使用1份炭黑。其需求量占炭黑总量的2/3；全球轮胎用炭黑的年均增长率为4.2%，到2011年的耗用量预计将达到710万吨。如果能在轮胎等橡胶炭黑这块着手进行研究，研发出符合轮胎等橡胶制品使用的炭黑色浆，并能改善其制品的性能，我想这个的市场潜力是非常巨大的。
家具涂装。

  随着世界性的物质生活以及我国人民生活水平的提高，国内外对皮革制品的需求进一步扩大，皮革制品进入千家万户，服装用革大幅度上升，家具、汽车用革的需求量也日益增加。到现在，皮革制品已经广泛应用于制鞋、皮具、服装、家具、家居装饰、汽车等行业，渗透到了人们日常生活的方方面面。

结语：

  2007年1-6月份，椐不完全统计我国生产颜料大概在873123吨，如果全部加工成色浆浆料，以平均35%色色含计算，色浆是2494637.1吨，将大大的提高颜料的着色力，减少排污，降低能耗。以30家色浆厂家计算，平均每个厂家每天生产10吨算，30家*10吨*6个月*30天=54000吨。不到总量的2.16%。但是以目前国内的厂家的设备和技术来说，有的厂家满负荷的运转，一天还生产不到10吨，以此数据来看，目前国内的色浆厂家还是远远不能满足市场的需求的，也就是说，还有一部分厂家（民用、工业用）在使用颜料粉。
因此，国内对色浆的需求量仍然很大，特别是高端色浆产品甚至是供不应求。由于目前国内色浆企业大规模的不多，都是一些中小型企业，对色浆的研法缺乏高度的认识和资金技术的投入，基本上停留在简单的加工、低级处理层次。故而遗憾的是，我国国产色浆水平总体来说还是与高端高性能存在着一定的差距。比如说缺乏在重大工业工艺细致研究。所产色浆一般都用在油漆、皮革、少数乳胶制品，PVC制品，防静电产品，造纸，美术颜料，油墨，化纤等里面。而一些大型的工业项目或行业却未有涉及。
要想把色浆产业做大做强，主要还得侧重于新技术的研发，并结合有力的市场推广。另外，一些建筑物、日用品、玩具等等的表面装饰，或通体着色所使用的大多是高级色浆，所以对于技术的要求则更高一层，因此中高档色浆也必将是未来市场的发展趋势。
所以说，色浆的市场潜力相当大，而一些色浆企业也在竞争中逐渐的成长，色浆产业在国内目前还属于一个有待发展的产业。据了解，国内色浆产品质量还有待提升，相对于国际市场，我国色浆产业的研发力度及深度还有待加强、其品质和种类有待完善、民族色浆企业还有待扩张，而面对巨大的需求市场，中国色浆产业还有待于打造出更多更强的民族品牌。
虽然发展潜力巨大，但一个不可忽视的现实是，产业集中度低，普通色浆产能过剩，但不少技术含量高的色浆研制又处于空白状态，还需依靠进口。我国汽车、海洋、航空用色浆市场的竞争形势是十分严峻的。我国色浆厂家较少，产品结构偏于低端，所占市场份额不大。汽车、海洋、航空用色浆以及一些特殊用途色浆市场大多被国外企业垄断，同时还有不少国外企业正加快在中国“攻城略地”的步伐。 

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