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现代涂料在很大程度上仍遵循着将固体颜料（提供颜色）混合于液体介质（将颜料附着在表面）的模式。但它也包括一系列不同的添加剂，每一种都赋予最终产品特定的性能。结果就是涂料的种类仿佛无穷无尽，可以满足人们的任何需求，从桥梁到汽车，从玻璃到帆布，只要物体的表面需要涂层，总能找到一款合适的涂料。要了解涂料是如何做到这一点的，我们需要先来谈谈它们的制造原理。
如果你想生产艺术家用的油画颜料，你首先得了解溶剂，最常见的是亚麻籽油，这种稻草色的透明油脂以亚麻籽为原料。
虽然亚麻籽油可能看起来足够“粘”在画布上，但我们还需要添加稳定剂——通常是一种叫作硬脂酸铝的化合物。接下来要加入的是一种精细的粉末状颜料。想要亮白色，你需要加入二氧化钛；想要漂亮的蓝色，你可以加入少量的铝酸钴。然后用大搅拌刀片将这些混合物搅拌4个小时，这样可以让稳定剂找到颜料颗粒，覆盖它们并帮助它们分散到油液中。混合物也会因此变得更加黏稠，呈糊状质地。下一步，我们要用到的是三辊研磨机。这是一台拥有三个花岗岩或不锈钢制滚筒的巨大机器。三个滚筒以不同速度旋转，相互之间只隔着几微米的距离。研磨机将颜料颗粒带入越来越小的缝隙，再进一步研磨和分离。在《色谱乌托邦》（
Chromatopia
）一书中，颜料制造大师戴维·科尔斯（David Coles）写道：“研磨机是颜料制造的核心。”而且他提醒说，研磨机的使用不仅是一门科学，还是一门技艺。滚筒之间的摩擦使其升温、膨胀，从而改变间隙的大小。这种升温会改变颜料的流动特性，也会造成不同批次颜料间的细微差异。因此，“颜料生产者必须持续关注研磨过程中出现的变幻莫测的状况”。结果是出人意料的：一种柔滑、鲜艳、呈黄油状的颜料——其固体颗粒含量可能超过总体积的50%。一旦通过质地测试和颜色对比检查，颜料就会被灌入管状包装中，以备使用。
油性颜料被涂抹到物体表面后不会变得
干燥
，因为干燥意味着水分会流失到空气中。与之相反，颜料会主动从空气中夺取氧，并利用氧在相邻分子间形成化学键。随着这种被称为固化或聚合反应的进行，相同的分子链会彼此联结，形成一个致密的网络和固体薄膜，使颜料逐渐变硬。这也意味着油性颜料在固化过程中会变得更重。
事实上，根据生产方式的不同，部分亚麻籽油可以使其增重15%以上。
水性涂料的情况就完全不同了。DIY（自己动手做）爱好者经常使用这类涂料来让房间“焕然一新”。顾名思义，水性涂料的颜料颗粒是浮在水中的。一旦被涂抹到物体表面，这种液体就会慢慢蒸发，留下一层由黏合剂化合物固定的颜料薄膜。水性涂料中颜料与溶剂的比例通常比油性涂料低得多。涂料制造商树脂（Resene）的技术总监柯林·古奇（Colin Gooch）告诉我：“一罐4升的高质量水性涂料可能只含1.5升多一点的固体——实际上就是这些物质在物体表面形成了薄膜。另外的2.5升成分的作用是保持这些固体物质分散，让我们能将颜料从罐子里挖出来抹到墙上。”
制作一罐标准油漆更多的是依赖工业化的流程，而不是匠人技艺，但正如我亲眼所见，这并没有削弱其神奇之处。树脂公司是新西兰最具代表性的企业之一，完全由新西兰人运作，在涂料制造领域已经深耕了70多年。该企业的工厂和总部位于惠灵顿郊外20千米的纳伊纳伊（Naenae），主要生产水性涂料。我家在装修时也使用了他们的一些产品，所以我非常希望能一探究竟，并在这个过程中学习一些关于涂料的化学知识。很快，我就发现古奇完全是我的得力帮手。尽管担任该公司的技术总监已有半个世纪之久，但他仍然对涂料充满热情。在大厅见面后，他握着我的手说：“我真的应该先提醒你，涂料行业有多容易令人上瘾。一旦你投入进来，看到其中的挑战和机遇，你就无法自拔了！”
在喝完咖啡，简单聊了聊公司的历史后，我们走进实验室，开始谈论制造涂料的挑战。他指着架子上一大堆贴着标签的样本说：“首先要说的是，没有任何涂料是十全十美的。我们的产品不可能应用于所有材料，因为混凝土与封檐板的表面非常不同。如果我们想为某种特定材料生产一款涂料，就需要对该材料有深入的了解。只有做到了这一点，我们才能考虑配方的问题。”
颜料通常是第一步。就像油画和赭石岩画所使用的颜料一样，这些颜料都是粉末状的，它们的大小和形状为有想法的化学家提供了机会。二氧化钛，古奇形容它是一种“非常粗糙的颜料”，平均粒径只有300纳米。你可以在一粒罂粟种子中放入近3500个颜料颗粒，而更为细腻的洋红色颜料单个颗粒有26个可识别的面。这些纳米尺度上的复杂性很重要，因为一般来说，物体表面可触及的原子越多，就越容易发生反应。“我们需要触发涂料的化学反应，”当我们穿过院子，朝一座大型建筑走去时，古奇说，“就拿溶于水的糖来说。如果我们让水蒸发掉，最后剩下的就是起初放进去的那些糖粒——没有任何变化。”这个比喻很恰当，因为就像糖一样，大多数商用颜料都是亲水性的，所以让它们溶解在水中不是问题。问题是，当水消失后，如何让它们停留在物体表面。古奇继续说：“我们想要一种能真正黏附在物体表面的着色膜，这意味着我们需要操控粒子表面的化学特性。”
为了解决这个问题，涂料制造商将目光转向了被称为“树脂”的黏合剂——由各种化合物制成。古奇是丙烯酸聚合物的追捧者，主要是因为它们可以形成长而重的分子。“分子量越大，涂料就越耐用，”他说，“原因很简单。大多数影响涂料耐久性的因素，如紫外线，都是通过分解分子产生破坏作用的。分子越大，降解所需的时间就越长。”人们也可以通过调整丙烯酸含量来改变最终涂料膜的硬度，而且这个过程快速、高效。“丙烯酸技术特别巧妙，也很难失败。”古奇兴奋地说。
不过，这一技术存在一个问题：丙烯酸颗粒是疏水性的，它们排斥水。“那么，如何让它们留在‘水’这一介质中呢？”我困惑地问。在我的脑海中，微小的丙烯酸颗粒往往漂浮在水面，因为它们在所有方向上都被水分子排斥。
“疏水的黏合剂和亲水的颜料之间的接触是涂料最大的弱点，”他回答道，“我们通过表面活性剂或两亲分子
这类介质来加强它。这种分子有两个不同的末端，一端倾向于与黏合剂结合，另一端倾向于与颜料结合。”这些分子就像桥梁一样，用化学方式将两个本不会相遇的颗粒连在一起，而它们产生的液滴可以在水中愉快地漂来漂去。当你把这种混合物涂在物体表面，然后水分开始蒸发时，颜料和黏合剂的液滴就会彼此靠近，并贴近物体表面，最终形成一层坚韧而又有弹性的薄膜。那便是墙上的涂料斑块。
“大量的涂料设计都是为了这个短暂的阶段，让涂料在罐子里保持稳定的特性。表面活性剂可能会对物体表面造成伤害，但如果没有它，我们很难把涂料涂到物体表面！”古奇说这话的时候，我们俩同时看向一个大桶，里面装有明亮的白色液体。有人告诉我，那是一个泄压罐，里面装着10000升标准白涂料。除了水、颜料颗粒和黏合剂颗粒，罐子里可能还有其他涂料添加剂，其作用也许是防止发霉，或者是使最终形成的薄膜更容易清洗。从这里开始，即将制成的涂料样本将在实验室接受测试，并比照参考资料。待全部测试都通过后，涂料会被装罐并被转移到仓库进行分发。从原材料到密封的罐装涂料，整个过程大约需要2天时间。