涂料工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展

　　摘　要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)以物質(zhì)科學(xué)和生命科學(xué)的突破，生物技術(shù)、信息技術(shù)、納米技術(shù)應(yīng)用獲得實(shí)效的新世紀(jì)。我國的涂料工業(yè)也將與國家的經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展保持同步；要縮短與先進(jìn)國家的差距，就要打破外企在化工原料、助劑等方面的壟斷，加快發(fā)展國內(nèi)自己的基礎(chǔ)化工工業(yè)。

　　關(guān)鍵詞：科技發(fā)展；涂料工業(yè)現(xiàn)狀

在20世紀(jì)，代表科技進(jìn)步、科技生命的重大事件是：相對論，量子論，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，電子計(jì)算機(jī)及通訊互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)明及成功應(yīng)用�？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展、滲透、互補(bǔ)又加快了科技本身向一個(gè)更高的層次沖擊，并極力應(yīng)用到與人類息息相關(guān)的日常生活和工作之中去。因此20世紀(jì)的科技不僅使人類對大自然的認(rèn)識深化了，也刺激了全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活質(zhì)量的提高。多元化的人文環(huán)境給人類自身帶來了一個(gè)更豐富的物質(zhì)與精神文化世界，使人們的生活方式、社會結(jié)構(gòu)、價(jià)值觀念、思維方式都會發(fā)生快速的重大變更，其速度之快，是以往任何時(shí)期都無法比擬的。一些在20～30年前不可思議的事情在上世紀(jì)末變成了現(xiàn)實(shí)：男女老少手拿電話，人類探索宇宙空間，飛船載人去太空遨游，炒股、證券交易趨平民化……

　　從大的宏觀的方面著眼考慮我們的涂料工業(yè)，那么21世紀(jì)，在科技方面總體講會有什么發(fā)展呢？

　　21世紀(jì)是一個(gè)以物質(zhì)科學(xué)和生命科學(xué)的突破，生物技術(shù)、信息技術(shù)、納米技術(shù)應(yīng)用獲得真正實(shí)效的世紀(jì)，科技將給人類社會的變革和發(fā)展帶來源泉和動力。人類將對自然界環(huán)境、宇宙、太陽——行星系有較全面的了解，開始可以從真正自主的意義上去把握生存，在更廣泛的個(gè)性化選擇……，這將是一個(gè)充滿幸福的、有生機(jī)的、活潑的未來……

　　在探索微觀和宏觀的統(tǒng)一理論，進(jìn)一步揭示宇宙起源和演變的規(guī)律方面，對于物質(zhì)的存在狀態(tài)、內(nèi)在結(jié)構(gòu)、相互作用作深入的研究，這與我們從事涂料科技的人來講是直接相關(guān)的�？茖W(xué)要在有生命物質(zhì)和無生命物質(zhì)之闖做出新的結(jié)論，就是說，按我們目前的看法所劃分的生命、非生命之間的界限也會有新的發(fā)現(xiàn)。量子理論、分子生物學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、物理生物學(xué)，以及信息生物學(xué)這些交叉重疊科學(xué)、邊緣科學(xué)一定會將量子論融人生命現(xiàn)象之中，物質(zhì)（材料）和生命的相關(guān)性在理論與研究方法方面將有新的突破。對于“極端條件”下的物質(zhì)科學(xué)，它的規(guī)律和性能特征將進(jìn)一步被揭示，被應(yīng)用到日常生活中去。

　　納米材料這個(gè)大家已開始關(guān)心和議論的新事物，連同超勻質(zhì)材料、生物的仿生物材料也必然有新的發(fā)展，人類將制備超強(qiáng)度、高智能化具有自適應(yīng)、自補(bǔ)償、自組裝能力的材料和再生、可自然降解的環(huán)保型（真正稱得上綠色定義的）材料。

　　21世紀(jì)也和物質(zhì)科學(xué)一樣，會有超乎現(xiàn)代人想象的進(jìn)展。（略）

　　由于人類活動與地球自然系統(tǒng)的相互作用規(guī)律以及帶來的全球性、區(qū)域性生態(tài)環(huán)境變化，將可能從工業(yè)時(shí)代注重礦產(chǎn)資源，逐步轉(zhuǎn)向新能源、水、土地和生態(tài)資源的重視，從陸地向海洋、天地空間和深部地球的研發(fā)轉(zhuǎn)化。在這里應(yīng)該著重強(qiáng)調(diào)一下涂料工業(yè)與環(huán)境的問題，可以斷定一切有害環(huán)境及以環(huán)境為代價(jià)，有害生產(chǎn)、施工人員健康的任何涂料遲早是要被新興的科技所拋棄淘汰的，有眼光的企業(yè)家應(yīng)該從現(xiàn)在開始就著手下大力氣或聯(lián)合起來研發(fā)無污染的真正環(huán)保型的涂料。

　　隨著全球化經(jīng)濟(jì)合作與競爭的同時(shí)加深，在21世紀(jì)中競爭焦點(diǎn)將從搶市場、搶原料，轉(zhuǎn)向搶人才、搶技術(shù)，因此創(chuàng)新型人才，有前瞻眭專業(yè)人士必將成為競爭的中心。

　　進(jìn)入21世紀(jì)，中國的涂料工業(yè)一定會與國家經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展相同步的。中國涂料工業(yè)要發(fā)展，一定要把握世界科技發(fā)展的大勢和當(dāng)代創(chuàng)新的新特點(diǎn)、新規(guī)律，從中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國家安全和社會可持續(xù)發(fā)展的需求出發(fā)，努力建設(shè)國家創(chuàng)新體系，把中國科技創(chuàng)新能力提高到新的水平，使我國的市場經(jīng)濟(jì)和社會能持續(xù)發(fā)展，在這個(gè)基準(zhǔn)上，中國的涂料工業(yè)也會得到可持續(xù)發(fā)展。

　　行業(yè)目前的狀況十分清楚，有喜有憂，可謂大有大的難處、小有小的苦衷，合資常常是半真半假，獨(dú)資者真可謂吃不好睡不香。一些統(tǒng)計(jì)性的數(shù)據(jù)可從報(bào)刊、雜志中看到，當(dāng)然也不一定準(zhǔn)確，但總的講：前途光明，問題不少，對策不多，方向尚明。

　　行業(yè)的現(xiàn)況不能只報(bào)喜，不報(bào)憂。不記遠(yuǎn)的，就近10~15年的情況來看，中國的涂料工業(yè)一直是在發(fā)展的，其中大家公認(rèn)的是中外合資企業(yè)、民營企業(yè)發(fā)展較快，對國有企業(yè)來說，不管大中小型都比較困難。進(jìn)入市場經(jīng)濟(jì)以來，大家各顯神通，擴(kuò)大自己的地盤，利用一切合法的手段擴(kuò)大廣告效應(yīng)，其中當(dāng)然也有不少虛假的、不很確切的宣傳。在不合法的方面大都是私下交易、相互壓價(jià)、自我吹噓，個(gè)別甚至采用打擊別人、抬高自己的手法。一些企業(yè)存在不團(tuán)結(jié)、不研究、難合作、握不成一個(gè)拳頭的問題，使各自的長處不但不能充分發(fā)揮出來，甚至造成相互抵消實(shí)力的可悲局面。一個(gè)好的產(chǎn)品、品牌，幾個(gè)工程師一脫離原單位，另搞一家，就自成天下。出現(xiàn)師傅帶徒弟，徒弟本來才學(xué)了個(gè)一知半解就開始出現(xiàn)師傅被徒弟出賣，徒弟再被洋人、外人收買，幾經(jīng)倒手，面目皆非的現(xiàn)象。

　　改革開放以來，原先的國有大企業(yè)，由于積累的問題較多，再加上平均主義大鍋飯的思想觀念，主要工程師一跳槽，雪上加霜，真是舉步艱難。外企進(jìn)入中國，面貌是新的，所將用的廣告手法也別出心裁，再加上經(jīng)濟(jì)方面流動資金較充裕，銀行貸款容易到手，一時(shí)間在中國市場吞占了較大一塊市場，使國內(nèi)的中小企業(yè)更加透不過氣來。于是他們各顯神通，紛紛找國外的中小涂料企業(yè)也來個(gè)不真不假的合資，但是成功的事例也不多。

　　十多年來，一個(gè)大家公認(rèn)的事實(shí)是：中國的涂料工業(yè)水平提高相當(dāng)快，在制備、工藝方面和國際上開始接近了，中國人用自己的設(shè)備、自己的工程師也可以生產(chǎn)出一流國際水平的涂料，其中最困難和差距較大的是化工原料方面及助劑制備方面。在涂料的品種方面，國外開發(fā)的新型多功能涂料層出不窮，由于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)不同，需求不同，價(jià)格定位及利潤底線不同，在一段時(shí)間內(nèi)，國內(nèi)外的差距還會存在，但這并不影響我們走自己的路、走一條自己奮斗的民族化工工業(yè)的路。由于長期以來我國在化工、石油方面特別是化工基礎(chǔ)原料生產(chǎn)方面與國外的差距較大，因此在近期及以后的一個(gè)相當(dāng)時(shí)期內(nèi)這種差距還會存在，目前應(yīng)該注意以下三點(diǎn)。

　　（1）要打破外國知名品牌及原材料生產(chǎn)廠家的壟斷；

　�。�2）要加快發(fā)展我國自己的基礎(chǔ)化工工業(yè)；

　�。�3）要引進(jìn)這方面的專家，特別是要引進(jìn)同行業(yè)中在國外學(xué)習(xí)并工作過的專家。

　　洋專家到中國的同時(shí)為其主人占據(jù)中國的市場，獲取利潤是主要目的，絕對不可能將真正有用的技術(shù)、專利白送給我們，要清楚地認(rèn)識到這一點(diǎn)。

　　還要注意的一個(gè)問題是利用網(wǎng)絡(luò)信息問題，國內(nèi)的涂料廠家，主要負(fù)責(zé)人忙于應(yīng)付銷售、價(jià)格、工資、貨款等等，根本顧不上了解全方位的信息。一些有遠(yuǎn)見的涂料企業(yè)家已經(jīng)意識到這方面的重要性，但是來源困難，信息常常不準(zhǔn)確，水分太多，或者由于外文水平限制不能及時(shí)掌握，需要下功夫去克服這個(gè)差距。

　　說起新材料，大家都會談起納米，這兩年來全國有關(guān)納米的大小會議不少，在中國市場上也已經(jīng)見聞納米彩電，納米冰箱，納米領(lǐng)帶……

　　納米英文名詞是nanometer縮寫，是一個(gè)長度單位，是10^-9米即十億分之一米。

納米及納米材料在短短幾年中，被描繪得十分奇妙：

　　人類將再一次傾倒于自己親手創(chuàng)造的奇跡，并為自己親手發(fā)起的革命震驚。就像哥倫布穿越茫茫海洋，踏上神奇的美洲大陸；像人類第一次自由飛翔在無垠的天空；像愛因斯坦經(jīng)過漫長思考，洞悉了宇宙的神秘；像人類第一次聽到宇航員來自月球的光輝宣言——納米科技又一次打開了夢想的天空。

　　（1）模糊時(shí)代，工業(yè)革命之前；

　�。�2）毫米時(shí)代，工業(yè)革命開始到20世紀(jì)初期；

　�。�3）微米時(shí)代，二大革命一原子能利用和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明為標(biāo)志的第一次革命，70年代以來的以信息技術(shù)（微機(jī)、超導(dǎo)、生物基因、衛(wèi)星通訊）為主要標(biāo)志的第二次革命。

　　如果說21世紀(jì)是納米世紀(jì)，那么這個(gè)概念是從什么地方引發(fā)出來呢？

　　先來看看自然界中的納米現(xiàn)象：

　�。�1）埃及的金字塔中的奇特現(xiàn)象：塔內(nèi)昏暗的寶石發(fā)出燦爛的光芒；

　�。�2）蜜蜂體內(nèi)的磁性納米粒子，為蜜蜂導(dǎo)航；

　�。�3）螃蟹的橫行，是由于觸角中有幾顆用于空間的磁性納米微粒；

　　（4）中國古代用燒蠟燭的炭黑作為墨的原料，用于著色染料（堪稱世界最早的納米材料）。

　　但是真正要了解納米必須將思維從粒子升華到波動，從常規(guī)進(jìn)入非常規(guī)，從牛頓力學(xué)進(jìn)入量子力學(xué)，對涂料界人士來講，在思考材料及其今后涂料性能、狀態(tài)時(shí)，要用另外的一套思維去研究。我們不妨一起來回顧一下，從牛頓到愛因斯坦二個(gè)偉大人物的著名論點(diǎn)。

　　1687年7月《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》這部25萬字偉大著作問世，書中牛頓對萬有引力、天體運(yùn)動到落體運(yùn)動，對力學(xué)中的一切問題，從理論上進(jìn)行了系統(tǒng)化的總結(jié)，奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。也就是說一切粒子都是受萬有引力——地球的引力所吸引，而粒子與粒子之間也是相互有吸引力的。

　　世界科學(xué)史上，人們普遍認(rèn)為十六世紀(jì)是哥白尼時(shí)代，十七世紀(jì)是牛頓時(shí)代，而二十世紀(jì)是愛因斯坦時(shí)代。

　　1900年愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，牛頓的時(shí)空觀是靜止的，絕對的；在牛頓力學(xué)中，空間、時(shí)間、物體和物體運(yùn)動這四者沒有內(nèi)在聯(lián)系，而愛因斯坦認(rèn)為這四者是不可分離的、緊密的聯(lián)系著�？臻g和時(shí)間是唯一的物質(zhì)運(yùn)動的存在形式，它們隨著物質(zhì)的運(yùn)動而變化，物體的質(zhì)量也不是固定的，運(yùn)動速度增加，質(zhì)量也隨之增加。

　　愛因斯坦把這些研究總結(jié)為“狹義相對論”并列出了二個(gè)最基本的原理：

　　第一條基本原理是相對性。

　　第二條基本原理是光速不變。

　　這個(gè)原理推導(dǎo)出的現(xiàn)象有：時(shí)間變慢，尺子變短，物體的質(zhì)量隨著運(yùn)動速度的增加而增加。相對論的發(fā)表由于超脫了常規(guī)的概念，據(jù)說在當(dāng)時(shí)只有12個(gè)人知道它的真正含義。

　　1916年愛因斯坦的“廣義相對論的基礎(chǔ)”問世了，它也有二個(gè)基本原理：（1）等效原理（2）廣義相對性——非勻速運(yùn)動系統(tǒng)中的慣性力可以看作是勻速運(yùn)動系統(tǒng)里的引力，經(jīng)過一些適當(dāng)?shù)淖儞Q形式，多種物理定律在非勻速運(yùn)動學(xué)系統(tǒng)里，也同樣可以適用。由此可以推導(dǎo)出，引力的空間和時(shí)間是彎曲的，而萬有引力的產(chǎn)生就是由于時(shí)空彎曲。這個(gè)著名的引力場光線發(fā)生彎曲理論，在1919年5月29日的日全食照片中證實(shí)了，地點(diǎn)是在西部非洲的普林西比和南美洲的索布臘爾。

　　從牛頓力學(xué)到愛因斯坦的相對論，科學(xué)在起了一個(gè)基本概念上的變革。今天我們做涂料，從使用普通填充粒到進(jìn)入納米時(shí)代，本質(zhì)是非常相似的，粒子的直徑從通�？梢姟⒖擅�及、可量度的范圍向分子、原子、量子化的過渡，不是一個(gè)簡單的更新，更不可能是簡單的細(xì)度提高，真正納米材料進(jìn)入涂料時(shí)，涂料到底應(yīng)該是什么？呈現(xiàn)什么現(xiàn)象？如何生產(chǎn)制備？用什么儀器檢測涂膜性能等等都是一個(gè)高層次的有相當(dāng)難度的問題。

　　從1~100 nm范圍的材料講，屬納米材料，而從l00 nm~1 A°，A°是一個(gè)波長的單位，以A°為符號，1 A°=1/10 nm。
物質(zhì)的粒子進(jìn)入10 nm后，其運(yùn)動形式就從布朗運(yùn)動進(jìn)入量子效應(yīng)，到1個(gè)納米時(shí)就將粒子本身的顆粒性失去，帶有波動效應(yīng)。我認(rèn)為可以在1~10 nm的范圍是一種納米材料的運(yùn)動狀態(tài)和存在狀態(tài)，而在100納米到10 nm之間的納米材料是兼具量子運(yùn)動和布朗運(yùn)動的二種混合運(yùn)動狀態(tài)。

由粒徑變微細(xì)，而改變了粒子的運(yùn)動狀態(tài)是一種質(zhì)的飛躍，是粒子本身內(nèi)在的存在狀態(tài)的變化而引發(fā)了它所呈現(xiàn)的運(yùn)動狀態(tài)的變化。“粒子性喪失”就要用波動理論，進(jìn)而應(yīng)用原子族、分子、原子的運(yùn)動規(guī)律來解釋其運(yùn)動規(guī)律，因此納米材料進(jìn)入涂料后，這種涂料（如果現(xiàn)在還是用納米涂料等稱呼的話）和隨時(shí)見到、摸到的涂料應(yīng)該是完全兩種狀態(tài)了，也許有更科學(xué)、更新鮮的名詞來命名我們的涂料了。（也許叫分子涂料，原子涂料，原子團(tuán)簇涂料或干脆叫量子涂料）

　　與涂料直接接近的納米級CaF₂和TiO₂，在室溫下的優(yōu)良韌性及180 ℃彎曲無裂紋的納米陶瓷，引出的納米透明涂料，在涂裝各種材質(zhì)上產(chǎn)生的對微波的吸收特性，防污、防塵、耐磨、防火、抗腐蝕、高強(qiáng)度是十分吸引人的。可以預(yù)見，五、六年后，納米科技對人們生活、工作的影響，將超過今日的微技術(shù)。

　　那么現(xiàn)在應(yīng)該干些什么事呢？

　�。�1）搞清納米基本概念，盡快收集國外一流研究機(jī)構(gòu)發(fā)表的論文、信息；

　�。�2）集中優(yōu)勢兵力，重點(diǎn)突破制備難關(guān)；

　　（3）研究、保存、檢測的方法 及標(biāo)準(zhǔn)；

　�。�4）在以上基礎(chǔ)上才能開發(fā)出納米材料，證實(shí)其在光、電、磁、生物、建筑、金屬保護(hù)領(lǐng)域中的真正實(shí)在的應(yīng)用。