涂料

油漆（英语：paint）是一种材料或混合物，涂覆于固体表面并待其干燥后，可形成膜状覆盖层。

在艺术领域，油漆用于创作图像，即“绘画”。油漆可制成多种颜色和类型，主要分为油性与水性两大类，各具特性。

原始形式的油漆早在数万年前的洞穴壁画中便已出现。Taggart, Emma (2022-12-14). "Unearth the Colorful History of Paint: From Natural Pigments to Synthetic Hues" . My Modern Met. Retrieved 2023-09-23.Marchant, Jo (January 2016). "A Journey to the Oldest Cave Paintings in the World" . Smithsonian Magazine.

油性与水性油漆所需清洁溶剂不同。"Painting 101: Oil or Latex?" . HGTV. 两者的固化过程亦会因被涂物（如房屋）的外部环境温度而异。

 历史 

 油漆与史前艺术 
油漆被用于人类最早期的艺术创作之一。一些以红、黄赭石，赤铁矿、二氧化锰及木炭绘制的洞穴壁画，可能由早期智人在距今约 4 万年前完成。Craughwell, Thomas J. (2012). 30,000 years of inventions. New York: Tess Press. ISBN 9781603763240. OCLC 801100207. 油漆的历史甚至可能更久：2003–2004 年，南非考古学家在布隆博斯洞穴发现距今约 10 万年的人工赭石混合物，被认为可作类似油漆的材料使用。Hillary Mayell (March 31, 2004). "Is Bead Find Proof Modern Thought Began in Africa?". National Geographic News. p. 2. Archived from the original on March 16, 2006. Retrieved May 20, 2016. Work published in 2001 described 28 bone tools and thousands of pieces of ocher—a mineral used to create paint for body decoration and cave painting—dated at roughly 70,000 years old found in Blombos Cave in South Africa. Two pieces of ocher appear to be marked with abstract lines that could be viewed as artistic expression."Stone Age painting kits found in cave" . The Guardian. October 13, 2011. Retrieved May 20, 2016. 同处洞穴的进一步发掘在 2011 年出土了一整套用于研磨颜料并调配原始“漆状物”的工具。Stephanie Pappa (October 13, 2011). "Oldest Human Paint-Making Studio Discovered in Cave" . Live Science. Retrieved October 14, 2011.

 新石器时代与古代漆艺 
位于奥克尼群岛的布罗德加尔遗址（约 5000 年前）内壁发现，个别石块涂覆了黄、红、橙三色，其颜料由赤铁矿加动物脂肪、乳或蛋调制。"Painted walls in Orkney 5,000 years old" . BBC News. 26 July 2010. Retrieved 10 March 2021."Painted walls".  The Ness of Brodgar Excavation. 2011-08-05. Retrieved 2021-03-10.

埃及丹德拉神庙逾 2000 年前的彩绘墙面，历经多年风化仍色彩鲜明。古埃及人以树胶调色，且各色分开涂布，不作混合；常用六色：白、黑、蓝、红、黄、绿。其中红色多用深色朱砂（minium）。Christiansen, Thomas; Cotte, Marine; de Nolf, Wout; Reyes-Herrera, Juan; de Meyer, Steven; Vanmeert, Frederik; Salvadó, Nati; Gonzalez, Victor; Lindelof, Poul Erik; Mortensen, Kell; Ryholt, Kim; Janssens, Koen; Larsen, Sine (October 26, 2020). Faber, Katherine (ed.). "Insights into the Composition of Ancient Egyptian Red and Black In ks on Papyri Achieved by Synchrotron-Based Microanalyses". PNAS. doi:10.1073/pnas.2004534117. hdl:2117/335402. Retrieved 2024-07-10.

 油画的起源与欧洲技术 
现存最早的油画为约公元 650 年阿富汗巴米扬山谷崖室佛教壁画，以核桃油与罂粟籽油为黏合剂绘制。"Oldest Oil Paintings Found in Afghanistan" Archived June 3, 2011, at the Wayback Machine, Rosella Lorenzi, Discovery News. Feb. 19, 2008. 古罗马作家老普林尼亦记载亚尔代亚城（Ardea）在罗马建城前就有彩绘天花板，历经数百年仍鲜艳如初。

13 世纪，油性涂料用于蛋彩画细节；14 世纪钱尼诺·钱尼尼记述先以蛋彩绘制，再覆以薄层油彩的技法。早期欧洲画家已知植物性油料干燥缓慢，获取和使用颇为不便，故油画罕见，且慢干特性曾被视为劣势。Theophilus Presbyter Book I ch. 25 当时颜料以植物、沙土等研磨；蛋黄作黏合剂，使颜料固化附着。

 配方改良与建筑涂饰 
弗拉芒派影响下的安东内罗·达·梅西纳（安东尼奥·达·梅西纳）据瓦萨里所误称将油画带入意大利Barbera, Giocchino (2005). Antonello da Messina, Sicily's Renaissance Master (exhibition catalogue). New York: Metropolitan Museum of Art Yale University Press. ISBN 0-300-11648-9 (online ), p. 14，实则他改进配方，加入黄丹（氧化铅）。17 世纪英格兰萨里郡汉普顿宫的室内油漆仍存：先涂底漆，再覆多层底色与复杂装饰面漆，所用颜料与油须以研钵手工研磨成糊。这一过程令画匠接触白铅粉，易导致铅中毒。

 工业革命与现代油漆技术 
1718 年，马歇尔·史密斯（Marshall Smith）在英国发明了一种“颜色研磨机”（Machine or Engine for the Grinding of Colors）。该装置的具体运作方式已无从考证，但它显著提高了颜料研磨效率。不久，埃默顿与曼比公司（Emerton and Manby）便开始宣传采用此类省力技术研磨的廉价油漆，并在广告中夸称：「一磅颜料若用马力研磨机（Horse-Mill）研磨，足以涂刷十二码的面积；若用其他方式研磨，其覆盖量不及一半。」随着工业革命在 18 世纪中期正式展开，油漆开始在蒸汽动力的研磨厂中生产；同时，人们发现氧化锌的白色衍生物可替代含铅颜料。进入 19 世纪，室内墙面涂装逐渐成为常态——既因装饰需求，也因油漆能防止潮湿导致墙体腐朽。亚麻仁油因价廉易得，也愈发常被用作黏合剂。

1866 年，美国宣伟公司（英语：Sherwin-Williams）成立，成为大型油漆制造商，并发明了可开桶即用的预调合油漆。

第二次世界大战期间，亚麻仁油供应短缺催生了人造树脂——醇酸树脂（alkyd）。醇酸树脂成本低、易于制造，且着色持久耐用。Ploeger, Rebecca (2013). "Characterization and Stability Issues of Artists' Alkyd Paints"  (PDF). New Insights into the Cleaning of Paintings: Proceedings from the Cleaning 2010 International Conference, Universidad Politécnica de Valencia, and Museum Conservation Institute. 3: 89–91.

种类

 含色素涂料（Pigmented） 
20 世纪的油漆通常依赖颜料，并以液体为分散介质使其悬浮。

 结构色涂料（Structural） 
21 世纪出现了利用结构色的“涂料”。其做法是在铝薄片上点缀尺寸更小的铝纳米颗粒，通过调控纳米颗粒大小而非混配矿物颜料来生成任意颜色。这类涂料重量仅为传统涂料的一小部分，对航空器和公路车辆尤具优势；它们还能反射阳光热量，户外使用不易降解。初步实验显示，与传统涂料相比，表面温度可降低约 20–30 ℉，且成分毒性更低。Levy, Max G. "This Is the Lightest Paint in the World" . Wired. ISSN 1059-1028. Retrieved 2023-03-24.

制备流程始于一片薄的双面镜：研究人员在薄片两侧沉积金属纳米颗粒，再将大张薄片研磨成小片，即得颜料薄片。

组成

 载体 
载体是构成涂料“湿膜”的主体，通常只包含成膜物；若需稀释，则再加稀释剂（溶剂或水），成为“成膜物 + 稀释剂”的组合。Wicks, Zeno W. Jr.; Jones, Frank N.; Pappas, S. Peter; Wicks, Doublas A. (2004). Organic Coatings: Science and Technology (3rd ed.). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons, Inc. p. 5. ISBN 978-0-471-69806-7.Lambourne, R; Strivens, T A (1999). Paint and Surface Coatings: Theory and Practice (2nd ed.). Abington, Cambridge, England: Woodhead Publishing Limited. p. 6. ISBN 1-85573-348-X. 油漆干燥／固化后，几乎所有稀释剂都会挥发，只剩成膜物留在被涂表面。因此，配方中一个关键参数是载体固体分（vehicle solids，又称 resin solids）：即湿漆重量中属于成膜物的那一部分，也就是最终留在涂膜中的聚合物骨架。油漆干后仅余固体部分的体积被称为体积固体分（volume solid）。

 成膜物（Binder / Film Former） 
成膜物是油漆必不可少的“成膜”组分。"Vermeer's Palette: The Anatomy of Pigment and Binder" . www.essentialvermeer.com. Retrieved 2015-10-21. 它决定涂膜的光泽、耐久、柔韧与韧性等性能。Baird, Colin; Cann, Michael (2005). CourseSmart International E-Book for Environmental Chemistry . W. H. Freeman. ISBN 9780716748779. 常见成膜物包括人工或天然树脂——醇酸、丙烯酸、乙烯-丙烯酸、乙酸乙烯／乙烯（VAE）、聚氨酯、聚酯、三聚氰胺、环氧、硅烷／硅氧烷——以及各类干性油。

按成膜方式可分为 热塑性 与 热固性 两大机制。Baghdachi, J. "Polymer Systems and Film Formation Mechanisms in High Solids, Powder and UV Cure Systems"  (PDF). Society of Wood Science and Technology. Retrieved 2016-01-13.

 热塑性成膜机制（Thermoplastic Mechanisms） 
有些涂膜只需冷却成膜物即可成形。例如蜡彩（encaustic）或蜂蜡漆受热呈液态，冷却后即硬化；再次加热时，又可重新软化甚至熔化。

靠溶剂挥发干燥、且将固体成膜物溶解在溶剂中的涂料称为清漆（lacquer）。溶剂蒸发后形成固体膜层，由于缺乏化学交联，膜层可再次被溶剂溶解，因此在需要高度化学耐受性的场合并不适用。经典硝化纤维清漆以及以溶剂溶解染料、不上浮木纹的非升纹着色剂（non-grain-raising stain）皆属此类。不同配方性能有别，一般而言，清漆相较于通过聚合或聚结固化的体系，耐紫外性能较好、耐腐蚀性能较差。

英国所称 emulsion paint、美国所称 latex paint 均指水性分散体，其成膜物为亚微米级聚合物颗粒，如丙烯酸、乙烯-丙烯酸（PVA）、苯乙烯-丙烯酸等。"Water-based Alchemy". Archived from the original on August 29, 2012. Retrieved August 11, 2012. 在美国语境中，“latex” 仅表示“水分散体”，并不含天然橡胶。此类涂料由乳液聚合制得，成膜过程称为聚结：水分及微量助成膜溶剂先后挥发，使聚合物颗粒软化、互渗并熔合为不可逆网状结构，成膜后便无法再溶于原先载体。残留表面活性剂与部分聚合物的水解作用，使得涂膜长期受水时仍可能软化并逐渐降解。美国普遍使用 “latex paint” 这一名称，而在英国则使用 “emulsion paint”，几乎不称 “latex paint”。

 热固性成膜机制（Thermosetting mechanisms） 
通过聚合反应固化的涂料多为一组分或两组分体系：组分混合后发生化学反应，生成交联膜。某些配方在化学固化前，需先经溶剂挥发以形成初步干膜。典型例子包括双组分环氧树脂漆或聚氨酯漆。Gite, V. V., et al. "Polyurethane coatings using trimer of isophorone diisocyanate." (2004).Berendsen, A. M., & Berendsen, A. M. (1989). Marine painting manual. London: Graham & Trotman. ISBN 1-85333-286-0 p. 114.

所谓“干性油”看似在空气中自然干燥，实则同样经历交联：溶剂首先挥发，随后数天至数月内与空气中的氧反应，形成交联网络。 经典醇酸磁漆即属此类；其氧化固化通常借助金属络合催干剂，例如萘酸钴（常用辛酸钴）。

近期环保法规严格限制挥发性有机化合物（VOC），工业界因而开发了替代固化方式：

 紫外光固化涂料（UV curing）——采用低分子量单体／寡聚体配方，可在极低甚至零溶剂条件下流平；若含少量溶剂，一般先行挥发，再以紫外光触发交联。
 粉末涂料——完全不含溶剂，干粉经静电喷涂附着后，通过加热基材实现流平与固化。"Powder Coating 101" . Retrieved April 26, 2024.

 复合成膜机制（Combination mechanisms） 
所谓“催化清漆”（catalyzed lacquers）或“交联乳胶漆”（crosslinking latex）的体系，旨在通过传统干燥 + 催化交联反应双重方式成膜。另一类称为 塑溶胶／有机溶胶（plastisol／organosol）的涂料，则将 PVC 颗粒与增塑剂混合，经烘烤（stoving）后熔融聚结形成涂膜。

 稀释剂／溶剂／稀释油（Diluent / Solvent / Thinner） 
稀释剂的主要作用是溶解成膜聚合物并调节黏度；其本身易挥发，最终不留于漆膜中。同时它还能影响涂料的流平性、施工性及液态存储稳定性，其根本任务是在涂布阶段承载非挥发性组分。以油基室内墙漆为例，若需铺展较稠的亚麻仁油，必须加入更稀薄的油品作稀释剂。稀释剂的作用仅在涂装过程中；一旦挥发完成，剩余漆膜即固定于基材表面。并非所有涂料都必须含稀释剂，部分配方可做到“零稀释剂”。

 颜料、染料与填料 
颜料是分散于油漆中的固体颗粒或薄片，通常用于为涂膜着色。其着色机理包括选择性吸收特定波长的光线，以及散射／反射光线。颜料粒径对散射效果至关重要，可借助 赫格曼刮板细度计（Hegman gauge）测量。与之相对，染料可完全溶解于涂料中，仅依选择性吸收产生颜色。"Definitions of a Dye and a Pigment" . April 26, 2024. 油漆可配方为仅含颜料、仅含染料、两者兼有或两者皆无。

颜料亦可赋予涂膜特殊的物理或光学特性，此时称为功能颜料。"Four Important Functional Pigments" . April 26, 2024. 其中重要一类为填料／体质颜料（extender pigments），多用于增加涂层厚度、降低成本，或提高涂膜的韧性及质感。Gürses, Ahmet; Açıkyıldız, Metin; Güneş, Kübra; Gürses, M. Sadi (2016-05-04). Dyes and Pigments. Springer. ISBN 9783319338927. 常见填料多为廉价惰性材料，如硅藻土、滑石、石灰石、重晶石、粘土等；要求耐磨的地坪漆中往往加入细石英砂。

部分颜料兼具装饰与功能双重作用。例如某些装饰性颜料通过吸收紫外光来阻隔有害辐射，保护基材，因而又称隐藏颜料（hiding pigments），典型品种包括二氧化钛、酞菁蓝、红铁氧等。

部分颜料具有毒性，如含铅颜料。美国消费品安全委员会 1978 年禁止住宅用铅基涂料之前，制造商已逐步以钛白（二氧化钛）替代白铅。现代涂料中使用的二氧化钛常包覆二氧化硅／氧化铝／氧化锆，以提高户外耐久性或通过优化颜料在漆膜中的间距来增强遮盖力。"Archives" . Los Angeles Times. 14 October 2011.

片状氧化铁（micaceous iron oxide，MIO）是取代含铅防腐涂料的另一选择，较多数油漆对钢材提供更强的抗水与抗光损伤保护。MIO 研磨成细粉后多呈闪亮层片，可反射光线，减缓紫外降解并屏蔽树脂基体。与常见的球形颜料不同，玻璃鳞片或 MIO 等片状颜料重叠排列，可阻碍水分子渗透。"MIO Coatings – What Are They?"  (PDF). Dulux Protective Coatings. 2009. 为获得最佳性能，MIO 需含高比例的薄片状颗粒，ISO 10601 设定了两级 MIO 含量标准。"ISO 10601:2007". Micaceous iron oxide pigments. International Organization for Standardization. 工业用 MIO 通常来源于赤铁矿。

按来源区分，颜料可分为天然与合成两大类。天然颜料采自土壤或植物，包括金属氧化物、炭黑及各类粘土、碳酸钙、云母、硅石和滑石等；合成颜料则涵盖实验室合成的有机／无机着色剂、煅烧粘土、硫酸钡（blanc fixe）、沉淀碳酸钙及气相法二氧化硅等。颜料与染料的化学类型依颜色索引（Color Index）系统分类，具有重要的商业意义。"CICN Groups and Sub-Groups" . April 26, 2024.

 添加剂 
除了成膜物、稀释剂与颜料三大类别外，油漆配方还可加入少量添加剂，用量虽小，却能显著改善产品性能。常见功能包括：调节质感、控制表面张力、提升流平性与成膜外观、延长湿缘（wet edge）时间、增强颜料分散与稳定、赋予抗冻性、抑泡或消泡、防止结皮、在丙烯泼彩中生成“细胞”等。

常用添加剂类型有：

 催化剂（catalyst）
 增稠剂（thickener）
 稳定剂（stabilizer）
 乳化剂（emulsifier）
 纹理剂（texturizer）
 附着力促进剂（adhesion promoter）
 紫外稳定剂（UV stabilizer）
 消光剂／哑光剂（flattener、de-glossing agent）
 杀菌剂（biocide）等。

添加剂通常不会显著改变配方中各主要组分的重量百分比。frpdesigns.com Archived 2010-02-11 at the Wayback Machine, "Formulations, Fundamentals, Manipulation, Calculation and Data Management" p. 61.

 变色涂料 
多种技术可使油漆呈现可逆变色效果。

 热致变色（thermochromic）油墨／涂层含有受热会构象变化的材料，因而随温度升降而变色。热致变色液晶已用于水族箱用温度条、宣传用变色杯与吸管等产品。
 光致变色（photochromic）材料常见于变色眼镜等。与热致变色类似，其分子在光能作用下改变构象，导致颜色变化。
 在涂料中加入卤变色（halochromic）化合物或其他有机颜料亦可实现变色效果。一项专利提出利用此特性于浅色室内墙漆：湿漆呈粉色，干燥后恢复白色，便于均匀地涂刷多层。Bramley, Christopher Sinjin. "Colour changing paint"  (PDF). European Patent Application EP1400574. European Patent Office. 阿什兰公司 2005 年推出的铸造耐火涂层亦采用同理。"Dramatic color change featured". New Materials International. Archived from the original on 2012-04-25. Retrieved 2011-11-03.Horvath, Lee. "Coatings Go Beyond Appearance to Provide Quality Control" . Foundry Technology. Foundry Management & Technology.
 电致变色（electrochromic）涂料可随电流变化而改色。日产汽车据报研发基于顺磁氧化铁颗粒的电致变色漆：电磁场改变颗粒间距，从而改变颜色与反射特性；电磁场可由车体金属导电层产生。"DailyTech - Nissan Develops Color Changing Paint for Vehicles". Archived from the original on 2011-07-08. Retrieved 2008-03-19. 该技术亦能应用于塑料基材，如乘客机舷窗的一键调光。
 通过虹彩效应（iridescence）亦可实现角度相关的色彩变化，如商业产品 ChromaFlair。

 艺术用漆 
自文艺复兴时期起，可干性油画颜料（以亚麻仁油 linseed oil 为主）便一直是美术创作最常用的涂料类型，至今仍普遍使用。20 世纪，随着丙烯及其他乳胶体系的发展，丙烯颜料等水性涂料进入市场，扩大了艺术媒材的选择。

牛奶漆（milk paint，亦称 casein paint）以牛奶天然乳化液为媒介，19 世纪非常流行，今日仍见应用。最早为西方艺术家使用的蛋彩（egg tempera，媒介为生蛋黄与油的乳状混合物）及以蜂蜡为基质的蜡彩（encaustic）亦沿用至今。

水粉画（gouache）是不透明的水彩变体，水粉与水彩均以阿拉伯胶为黏合剂、以水为稀释剂，但水粉因遮盖力更强，又称「设计色」或「体性色」。

海报颜料（poster paint）属胶泥漆（distemper）范畴，多用于学生习作或儿童绘画；品牌众多，品质不一，廉价产品若长期留在纸面，常见龟裂或褪色现象。

 常见木器涂料品种 
硝基涂料(NC)

硝基漆是以硝化纤维素为主体，加入树脂、增塑剂、溶剂和助剂配制而成。硝基漆是单组分漆，是挥发成膜。及主漆和天那水按比例混合的液体。因具有毒性，目前已極少使用

不饱和聚酯涂料(PE)

不饱和聚酯，简称PE，在在木器涂装中一般用作中涂层（打磨底漆）和面漆，不作底漆使用，三液反应性主要用作钢琴烤漆。

聚氨酯涂料（PU）

由主漆、固化剂反应成膜,因生成物含氨酯化学键，固称聚氨酯涂料。由主漆，固化剂，稀释剂按比例混合搅匀即可使用，其中稀释剂起溶解树脂和调节粘度作用。

 路面标线涂料种类 
热熔涂料

粉末状的涂料，通过加热设备——热熔釜融化成流质的液态，并充分搅拌均匀，用于标线机械施划交通标线。

常温型标线涂料

分水性涂料和溶剂型涂料，涂料不需加热。在常温下直接用于路面划线施工。通过标线机喷涂于路面固化形成标线。

双组份涂料

双组份涂料是由A组份和B组份组成，AB组份混合后发生交联反应，涂敷于路面，在路面上固化形成一层耐久性涂层。

 施作工具 
1.曲柄毛刷：用途刷間隙、凹面轉折面等較小面積處。

2.直型毛刷：一般大面積的平面途刷施做。

3.滾筒刷：用於高黏度或需要快速施做大面積時使用。

4.毛筆：特別用在需要細處修邊、修飾跟勾勒之處。

5.氣式噴塗(Air spray)：將高壓空氣通入裝有油漆的壓力容器中，藉由壓力推送至噴嘴噴出的塗裝方式。

6.無氣式噴塗(Airless spray)：利用動力工具將漆料加壓，推送至噴嘴噴出的塗裝方式。由於空氣不與漆料混合送出，故稱為無氣式噴塗。

 參見 
 含鉛油漆

腳註
參考資料

外部資料





 外部連結 
預防中毒手冊系列 - 台北榮民總醫院毒藥物防治諮詢中心
 油漆、稀釋劑：01、02


Category:木材工藝