从大漆到木蜡油——理想涂料之路（上）

一：“漆”的起源

漆（lacquer）的历史非常悠久，考古学家在河姆渡遗址发现的一只髹（音xiu，指为器物涂漆）漆木碗，距今已有7000多年。根据史料推测，在新石器时期，古人就已经认识到漆的性能并用以制器。“漆”字的构成也可佐证：漆来源于漆树（sumach，lacque tree），所有树木名称的汉字都从木旁，例如：松、柏、榉、杨等等，唯独“漆”字从水。因为这种树的树干处会流出汁液，称之为“桼”：上部从木，中间从人，下部从水，形象地表明漆树、人、漆液的关联。《庄子•人世间》中有语：“漆可用，故割之”，是中国最早关于采割生漆的记载。

二：大漆和漆树

大漆（Chinese lacquer；japan；Japanlac），又名天然漆、生漆、土漆、国漆。以前的人们并不知道制作大漆所依据的化学原理，而是通过不断的观察和实践掌握了大漆的奥秘。从漆树中自然分泌出来的漆液，经日晒后会形成黑色发亮的漆膜，这引起了古人的注意，并寻思怎么利用。慢慢的，人们学会了从漆树中收集更多漆液，把它刷在器物上，就成了原始的漆器。漆树的人工栽培应运而生，《诗经》记载：“定之方中，作于楚宫，揆之以曰，作于楚室，树之榛、栗、桐、梓、漆”，表明在先秦时期，漆树就已经成为一种经济树种。

漆树是落叶乔木，树高可达20米。树叶呈椭圆形，初夏开黄绿色的花朵，秋季结果成扁球形。漆树在中国分布很广，环绕四川盆地的几个省份是其分布中心，因为这些地区气候温润，非常适于漆树的生长。

八年以上的漆树可以产漆，漆农用蚌壳割开树皮，将蚌壳或竹片插在刀口下方，采集的漆液汇入木桶后，用油纸密封保存。从漆树上割取的天然漆液，叫生漆，而熟漆是指经过日照、搅拌，掺入桐油氧化后的生漆。
漆液的主要成份是漆酚，其他还有树胶质、氮、水分及微量的挥发酸等，刚割取的漆液呈乳白色粘稠状，接触空气后氧化颜色慢慢变深，最后成为栗壳色。生漆很难调成鲜艳的色漆，因为生漆本身色泽深沉，颜料加入其中，很容易被生漆原色征服，所以古代漆器大多是黑、朱二色。
“朱门酒肉臭，路有冻死骨”，杜甫诗中的朱漆大门在封建时期是官府专用，普通百姓为了避嫌大多选择黑漆。俗语说“凡漆不言色者皆黑”，现在人们还用“漆黑一片”来形容夜色的黑。至于让生漆变黑，可以将铁锈水调入漆中，氧化铁和漆酚发生呈色反应，搅拌均匀后，刷在物件上，黝黑如墨。这种黑漆也叫乌漆、玄漆。
虽然大漆属于天然植物漆，但是有些人接触未干的大漆会皮肤过敏，甚至闻到大漆的味道也能起疹子。遇到这种情况，老师傅们会说是被大漆“咬了”，其实，这是大漆过敏症。一般来说，无需特别治疗，七天左右就会自愈。
大漆涂装应用源源流长，古今中外闻名，其对环境影响小，具有防水、防虫、杀菌、防腐的功效外，漆料对酸性、盐分、潮湿的耐力强。其功能不仅能美化，更能保护器物，一直被视为理想涂料的首选，漆业因此非常昌盛，经久不衰。漆器和瓷器被视为东方文明的象征，后传至日本，因为日本人在生活中仰赖漆器的程度远远超越其他民族，西方人因此把漆器称为“Japan”，而把瓷器称为“China”。
大漆在20世纪遭遇了的真正挑战。由于大漆本身存在品种单一、劳动生产率低、批量化程度低、成本高等局限，随着现代化学涂料的出现，大漆的应用范围越来越窄。由于化学涂料原料廉价、批量生产容易、成本低、功能多、应用广泛，几乎取代了这种应用千年的传统涂料。

三：桐油

因为大漆的产量有限，古人又找到了桐油（tung oil），桐油比大漆更容易获得，成本更低，因此古人常常在漆中掺入桐油，油和漆混合，取长补短，物尽其用，可谓创举，油漆（paint）一词就是这么产生的。
桐油是将采摘的桐树种子经机械压榨，加工提炼制成的工业用植物油。油桐种子含油率一般在35％以上，其中种仁含油率60％左右。生桐油也叫胚油，外观淡黄，干燥速度较慢，而且漆膜的透明性和粘性较差，不能直接用作涂装。生桐油经过高温熬制，并添加松香（rosin）作为干燥剂，经精密过滤后成为熟桐油，稳定性和涂装效果大为改进，油膜质感明显，既具有一定的硬度，又具有很好的延展性和弹性，但抗老化性能不及大漆。
熟桐油熬制工艺比较复杂，对油温敏感度高，市面上的桐油产品没有统一的质量标准，可以用于涂装，但无法保证可预期的效果。一些质量不佳的熟桐油的油膜会出现霜花、网纹、丝纹等现象。桐油用途极为广泛，它是制造油漆、油墨的主要原料，并可制作油布、油纸、肥皂、农药和医药用呕吐剂、杀虫剂等。历史上，桐油最常见的用处是古代木建筑的防腐，不仅成本低廉，而且效果颇佳。
桐油内含的桐酸对黏膜有刺激性，吸收后会损害肝和肾，生桐油挥发的桐酸气味比熟桐油大很多。特别需要注意的是，桐油的外观与食用油类似，但不能吃，如果误食会导致剧烈呕吐。如果食用油中混入少量桐油，则更危险，长期食用可能引发亚急性中毒。

四：蜂蜡

我国传统家具涂装有“南漆北蜡”的说法。即南方天气潮湿，为了保护木料，流行用大漆进行涂装，而北方气候干燥，家具多用蜂蜡（beeswax）处理。但是“南漆北蜡”并不绝对，上漆和涂蜡的做法南北方都可以见到，目的都是为了防止大气中的湿度温度变化对木材产生影响。
蜂蜡又名黄蜡，古称“黄占”、“蜜蜡”，由负责哺育幼蜂的工蜂分泌，是建造蜂巢的原料。蜂蜡的主要成分是酯，刚分泌出来的蜂蜡是白色透明的，即wax scale，经工蜂咀嚼后，变成不透明状，被建成蜂巢后，长期受蜂胶和花粉油的混合，才变为大家熟悉的黄色。工蜂需要摄入8份蜂蜜，才能够从腹部的蜡腺中，分泌出1份蜂蜡。统计下来，为生产1kg蜂蜡，一只蜜蜂需要飞行530000公里。全球每年仅生产10000吨蜂蜡。
纯蜂蜡的价格相对较高（大约相当于4倍蜂蜜的价格），所以用于家具涂装的大多是混合蜡，在蜂蜡中添加了石蜡(paraffin wax)、松香等物质。石蜡是一种用途广泛（如蜡纸、蜡笔、蜡烛、复写纸）又极具争议的物质，石蜡一般从石油中直接提取，通常情况下，石蜡被认为是无毒的，但在工业提取过程往往会掺杂一些重金属残留物。
由于蜂蜡是一种惰性物质，与木材本身的树脂和水分是不相溶的，可在木头表面形成保护层，隔绝水份并增进表面的光泽质感，延长使用年限；同时蜡不会完全密封木头原有气孔，不会影响天然香味的散发和热涨冷缩的呼吸作用。上蜡一般使用烫蜡的工艺，这样可以使液体状的蜡浸入木材纤维。
由于蜂蜡是一种惰性物质，与木材本身的树脂和水分是不相溶的，可在木头表面形成保护层，隔绝水份并增进表面的光泽质感，延长使用年限；同时蜡不会完全密封木头原有气孔，不会影响天然香味的散发和热涨冷缩的呼吸作用。上蜡一般使用烫蜡的工艺，这样可以使液体状的蜡浸入木材纤维。
打蜡后的家具经过一段时间使用，表面会产生“包浆”，能够更好地保护和滋润木材。虽然蜂蜡无法掩饰木材本身的色差，保护效力也不如漆的完全隔离，却是更能维持木头本身美感的方式。蜂蜡的两个限制因素是：一，价格昂贵。二。烫蜡工艺复杂，不适合现代化生产操作。

五：核桃油

核桃油(walnut oil)擦拭过的家具非常光亮，这种用法在民间也很流行，但它从根本上并不适合作为木材的涂装材料。
核桃油和桐油虽然都是植物油，但区别在于核桃油是一种活性油，不饱和脂肪酸含量超过80%，渗入木材后会分解木质纤维，降低木材的强度，从而影响家具的使用寿命。核桃油用作食用油才是正道，因为不饱和脂肪酸含量高，它对软化血管、降低人体胆固醇含量、防止动脉硬化和血栓形成有积极作用。另外和蜂蜡相比，核桃油擦拭过的家具更容易吸灰，由于富含营养，还容易成为螨虫和细菌的滋生地。

六：涂料和油漆
“油漆”一词来源于桐油+大漆这对黄金组合，不过现在 “涂料（coatings）”一词的用处更为广泛，它是20世纪高分子理论科学的成果之一。上世纪30年代，化学工业界发明了醇酸，它虽是合成树脂，但总算还没有离开植物油原料，称之为合成树脂漆还能心安理得，再后来，又出现了环氧树脂等一大堆纯合成的东西，再称之为油漆，总觉得不太对劲。于是，我们开始使用涂料这个词。

现代涂料业发展过于迅猛，直接导致涂料和油漆这两个名称的用法混乱。按照现在的标准定义，涂料是指涂于物体表面形成具有保护、装饰或特殊性能(如绝缘、防腐等)的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称。涂料产品琳琅满目，如何分类成为新的难题。

油漆这个名称显然已经无法涵盖行业现有的各类产品，比如粉末涂料。即使在液体涂料的范畴内，水性漆和油性漆也应该单独分类，因为两者的化学特性有着很大差异。标准意义上的涂料需要形成涂膜起到保护的作用，而木蜡油是没有漆膜的全开放涂装，它的作用原理与其他产品有着本质不同，如果将木蜡油归入涂料中的一类，似乎有必要修改涂料的定义。

七：水性漆和油性漆

详细介绍现代化学涂料是件吃力不讨好的事情，因为涉及的化学知识会让文章变得很枯燥。不过，为了环保和健康，耗费点精力了解水性漆(water-based paint)和油性漆(Oil-based paint)的区别仍然是必要的。

水性漆和油性漆比较科学的称谓应该是水性涂料和溶剂型涂料。涂料一般由四部分组成：成膜物质、颜料、分散介质（solvent）和助剂。分散介质也叫溶剂，作用是将涂料中的成膜物质溶解或分散成均匀的液态，以便于施工成膜，分散介质在施工后会挥发到空气中。

水性涂料和溶剂型涂料的区别就在于分散介质不同。以水作为分散介质的涂料称为水性涂料。水性涂料是以可溶于水的树脂作为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。以有机溶剂为分散介质的涂料称为溶剂型涂料（油性漆/油漆）。有机溶剂主是烃类，其余是酮、醇、乙二醇、醚、酯、硝基支链烷烃等等，这类极易挥发的有机化合物是油漆危害环境和健康的主要原因。我们常用的VOC数据全称是Volatile Organic Compounds，就是指挥发性有机化合物的含量。VOC对人体的危害程度不一，轻微的症状可能包括：呼吸道刺激、眼睛刺激、头疼、头昏、皮肤过敏、疲倦等等，严重的可能会导致肝肾损伤或者致癌。另外，VOC还是光化学烟雾（photochemical smog）的主要诱因。

现代化工产业发展初期，几乎所有的涂料都是溶剂型涂料，后来才出现了水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等，主要推动力就是为了减少VOC的排放。美国首先制定了限制使用溶剂的著名66法规（规定了涂料中溶剂含量不超过17%）及CAA（Clean Air Act空气洁净法）法规，要求涂料向水性体系过渡。我国在2008年出台了一部《涂料行业科技中长期发展规划》，计划在未来 10年，将大幅削减传统溶剂涂料的比例，使其所占份额由目前的50%锐减至5%。用10～15年时间，对传统涂料产业实行新技术改造，最终将传统溶剂涂料市场份额缩减至1%以下。

愿望是美好的，现实是残酷的，要实现规划的目标并不容易。水性涂料以水作分散介质，和溶剂型涂料相比能够节省大量资源，消除了施工时火灾危险性，大大降低了污染程度，同时，水性涂料仅含少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了施工人员的作业环境，利于健康。水性涂料好处很多，但溶剂型涂料在某些方面仍占优势。从漆膜的性能上看，水性涂料的耐腐蚀性、耐候性和丰满度比不上溶剂型涂料，水性涂料对施工环境的温度、湿度要求更为苛刻，应用场合因此受限。

我国的涂料市场非常不规范，消费者如果要选择涂料产品，不能迷信环保标志，因为调查显示大部分环保标志都是仿制或者自制的。在这种情况下，最简单的办法是选用优质品牌的水性涂料产品，这是相对来说更稳妥的选择。

前面提到了涂料的组成，还需补充介绍一下成膜物质。成膜物质是涂料的基础，它具有粘结涂料中其它组分形成涂膜的功能。成膜物质主要是各类树脂，过去，涂料使用天然树脂作为成膜物质，比如大漆中的漆酚，桐油等等；现在则广泛应用合成树脂，例如：醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶树脂、环氧树脂等。按照国家标准，涂料应该按成膜物质来分类和命名，因此我们经常听到硝基漆、聚酯漆、丙烯漆等名称，这对缺乏专业知识的普通消费者来说显然过于抽象了。