涂料工艺学课程教学探讨

章昌华

(安徽工业大学 化学与化工学院， 安徽 马鞍山 243002)



涂料工艺学课程教学探讨

章昌华

(安徽工业大学 化学与化工学院， 安徽 马鞍山 243002)

在涂料工艺学课程教学中，结合高分子材料专业的特点，精选更新教学内容，并进行教学方法和手段改革，有效促进了课程教学质量的提高。

涂料工艺学；教学改革；教学内容；教学方法

涂料是一类应用非常广泛的精细化品，其具有保护、装饰、色彩标示以及赋予被涂物体其它特殊功能的作用。涂料在我国的使用已有几千年的历史了，开始人们使用的涂料是从漆树上割下来的大漆，后来采用天然树脂来制备涂料。但随着石油化工和有机合成工业的发展，现在涂料的主要成膜物质基本上是合成树脂[1]。涂料工艺学是一门综合性十分强的学科，其课程的主要内容包括涂料化学、有机化学、高分子化学、流体流变学、色彩学和化工设备等。但是涂料工艺学不是这些学科相关知识的简单罗列组合，而是有着其自身的理论体系。[2]例如，涂料用树脂的分子设计与合成理论、溶剂的溶解理论、成膜机理、颜料的分散理论、涂料配方设计原理、流体的流变学理论、施工工艺、涂料和涂膜的性能测试方法等。随着国民经济的发展，涂料的应用也越来越广，相关的高层次人才也十分紧缺，所以国内不少高校的高分子材料专业和应用化学专业陆续开设了涂料工艺学这门选修专业课。虽然目前关于涂料的书籍有不少，但是很多都是一些涂料配方方面的参考书，真正适合教学大纲的教材很少，再加上这门课程的内容多、课时少，教师难以在课堂上将涂料所有的内容面面俱到都讲到。

因此，为了使学生工作后尽快成长为一名合格的涂料工程师，涂料工艺学这门课程教学内容的选择和教学方法的设计就显得十分重要。鉴于此，笔者在从事多年涂料科研工作及涂料工艺学课程教学中，借助多媒体教学，理论联系实际，强化实际应用，对涂料工艺学课程从教学内容和教学方法等进行一些探讨。

一、教学内容的筛选

涂料工艺学课程内容知识体系庞大且非常繁杂。为了合理分配学时，避免不同课程间知识的重复，组织从事涂料于胶黏剂研究方向的相关教师进行座谈讨论，有针对性地对教学内容进行更新和增删，如涂料工艺学中有关树脂聚合反应的知识放在高分子化学课程中讲解，有关流体流变学的知识放在流变学课程中讲解。为了使学生既有较扎实的涂料理论知识又初步具有一定的独立解决问题能力，针对该课程的特点，主要讲解以下内容：

涂料简介。主要介绍涂料的发展和使用历史、定义、命名、组成、作用、分类方法、应用领域以及涂料工业的发展趋势，使学生对涂料和涂料工业有一个比较全面的了解，着重介绍涂料在高科技领域和军工上面的应用，从而能激发学生对涂料工艺学这门功课的兴趣，为后面的学习打下基础。

涂料的主要成膜物质。涂料的主要成膜物质也就是各种各样的树脂，工业中通常又被称为漆料、基料等，是涂料中的最重要组成部分，对涂料和最终涂膜的所有性能都有影响，在涂料中起着决定性的作用。此部分主要介绍在涂料工业中使用非常广泛的合成树脂，如丙烯酸树脂、环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、氨基树脂和酚醛树脂等品种。要掌握这些树脂的定义、组成、合成原理、制备方法、性能和用途等。另外结合涂料工业的历史和发展趋势介绍一些其他的树脂，比如漆酚、动植物的油脂、有机硅树脂和含氟树脂等。这部分内容是本课程的重点，应讲清讲透。

涂料的次要成膜物质。涂料的次要成膜物质也就是颜料和填料，颜料赋予了涂料所需要的颜色、遮盖力等。填料改变涂料的流变性能，降低涂料的成本并提高涂膜的硬度和耐磨性能等。如何使之在树脂中稳定分散是教学的重点。

涂料的辅助成膜物质。涂料的辅助成膜物质包括助剂和溶剂。助剂对于涂料的作用犹如菜中的油盐酱醋，虽然用量不大，但不可或缺。“没有涂料不使用助剂，没有不使用助剂的涂料”。在教学过程中，应使学生知道助剂的分类、选择和应用。溶剂的作用主要是溶解主要成膜物质的，其最终会在涂膜干燥过程中挥发到大气中。在教学过程中，应让学生了解溶剂的种类、溶解性能、毒性、易燃易爆性等，学会根据“相似相容”性原理来合理选择溶剂。同时还要介绍溶剂型涂料所面临的巨大挑战，开发水性涂料、UV光固化涂料和粉末涂料等环境友好型涂料是势在必行。

涂料的涂装与性能检测。涂料的涂装是指涂料施工在被涂物件表面和固化成连续的涂膜两个过程。主要讲授涂料常见的几种施工方法，如刷涂、辊涂、喷涂、浸涂和电泳涂装。同时简单介绍各种基材的表面处理方法。让学生通过教学能明白“三分涂料，七分施工”的道理，懂得涂料施工的重要性。另外，还要讲解涂料的成膜机理与涂膜的性能检测。涂膜的主要检测方法，包括涂料的原始状态、贮存性能、施工性能、成膜性能、机械性能、粘结性能、户外耐久性等。懂得涂料检测的特点是以物理检测为主、以漆膜质量检验为主，学会使用主要的涂料检测设备。

适时更新教学内容。涂料工业是一个更新换代十分快的行业，几乎每隔一段时间就会有新型的涂料产品或制备方法问世，因此，涂料工艺学的教学内容也需要适时更新，尽可能地把最新的知识带入课堂，传授给学生。比如，高的VOC排放是目前涂料工业发展中不可回避的问题，在讲解环境友好型涂料时，介绍目前发展前景良好的水性涂料、高固体份涂料、UV光固化涂料和粉末涂料。在讲解涂料作用时，可以介绍隐形战斗机上使用的电磁屏蔽涂料、核反应堆使用的防辐射涂料、宇宙飞船上使用的耐烧蚀涂料等。新知识的引入不但可以丰富教学内容，同时还能激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。

二、教学方法的应用

一是借助多媒体，实施互动式教学。由于涂料工艺学涉及的学科领域较多，课堂上如果照本宣科，教学效果就不好。通过借助于多媒体，可以将各种涂料的生产设备、检测设备、涂装设备和被涂的物体在课堂上一一展示，使学生能够对这些设备有更加直观和形象的认识。在制作多媒体课件时，针对教学内容搜集了大量实际应用中的图片， 如涂装中出现的缩孔、缩边、浮色、发花、流挂等现象，可以图文并茂地展现在课堂教学中，从而加深学生对相关知识的理解。

另外，在课堂上采用互动式和启发式教学方法，努力提高学生们的课堂参与度，调动他们在课堂上积极思考，提高课堂教学效果。如讲授涂料分类时，首先由教师讲解分类标准，然后让学生说出生活中所见到和听到过的涂料名称，最后由教师对所有学生说出的涂料名称按照分类标准进行分类归纳。通过这样的尝试，能够使学生真正融入到课堂教学中，活跃了课堂气氛，并受到同学们的好评。

二是理论联系实际，强化实际应用。涂料工艺学是一门既注重理论知识又注重实际应用的课程，在课堂教学过程中必须与实际结合才能使学生对所学的知识理解的更加透彻。在课堂教学过程中，通过介绍各种各样的涂料品种和相关的涂料生产企业，使学生有更加直观的认识和了解。比如，教室内墙用的乳胶漆、课桌使用的木器涂料、汽车用的内饰件涂料、航天工业中用的耐烧蚀涂料、隐形飞机使用的电磁屏蔽涂料等。当把涂料与这些内容相结合时，学生的兴趣就十分高，因此将理论知识融入到相应的实际产品中进行讲授，教学效果就明显。

要培养既懂科研，又懂生产的复合型人才，就必须在课堂教学中密切联系实际工业生产。在涂料工艺学教学中通过上网搜索和向涂料企业工程人员咨询及自己一些科研生产经验，挑选一些实际产品作为例子，对该产品的生产设备、生产过程和检测方法进行细致的讲解。在实习时，针对性地选择一些涂料企业进行实习，让学生能够现场看到涂料的整个生产过程，通过向企业师傅的学习，把书本知识和实际生产需求融会贯通。这样对学生能力的培养能起到事半功倍的作用。

三是课堂教学与课后自学相结合。本课程的学时是32个学时，由于学时数的限制，为了让学生能够学到更多的涂料知识，除了课堂讲授外，还可以给学生介绍目前已出版的涂料书籍、涂料期刊以及一些专业的涂料网站，引导学生自主学习相关的知识，拓宽学生的知识面。

三、结语

涂料行业的发展日新月异，需要大批高层次的人才。为了适应涂料行业对毕业生的要求，同时结合我校的实际，笔者对涂料工艺学课程教学内容及教学方法进行了探索和改革，强化实际应用，对教学内容不断筛选更新，借助多媒体，采用互动式教学方法，极大地调动了学生的学习兴趣和主观能动性，教学效果明显提高。

[1]刘登良.涂料工艺[M].北京：化学工业出版社，2013, 1-3.

[2]刘志雄，邹晓勇，高峰.涂料与涂装课程教学改革的探讨[J].科技创新导报，2008(3):247.

(责任编辑 文双全)

A Probe in Curriculum Teaching of Coating Technology

ZHANG Chang-hua

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University of Technology, Ma’anshan 243002, Anhui, China)

During coating technology class, it is advisable to combine characters of polymer material major, select and renew teaching contents and reform teaching methods and skills to improve the quality of teaching effectively.

coating technology, teaching reform, teaching content, teaching methods

2015-01-08

安徽工业大学教学改革与研究项目资助(2013jy35)

章昌华(1979-)，男，安徽和县人，安徽工业大学化学与化工学院副教授，博士。

G642.0

A

1671-9247(2015)06-0078-02