中日精制生漆使用颜料的关键指标对比

伏建星，谷世豪，郑冀鲁，亓志杰，黄晓华

(西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 712100)

中国是世界人类文明的发祥地之一,有着数千年不间断的文明史, 拥有十分丰富的物质文化遗产和发明创造[1]，目前中国精制生漆质量低于日本，很大程度是由于中国精制生漆使用的颜料质量低于日本，而这由颜料的产地及生产工艺不同引起。为提高我国精制生漆工艺及产品质量，我们对中日之间精制生漆所用颜料的关键指标进行了研究对比。

1 实验材料

中国和日本精制生漆所用颜料各取5种颜色，每种颜色取1种颜料(表1)。

2 实验方法

2.1 颜料指标及其测定方法

2.1.1 在105 ℃挥发物的测定

(1)实验仪器设备及材料

称量瓶：扁形，烘箱：维持在(105±2) ℃，天平：精确到1 mg，干燥器：内装有效干燥剂。

(2)测定方法

按GB/T 5211.3方法测定。

2.1.2 颜料耐水性

(1)实验仪器设备及材料

天平：感量0.001 g，试管：容量25 ml、带磨口塞，电动振荡器：震荡频率(280±5)次·min-1，细孔坩埚：容量25 ml，抽滤瓶：容量25 ml，滤纸：慢速(符合GB1915-80《定性滤纸》规定)，比色皿：厚度0.5 cm、高度6.4 cm，比色架：比色架有2孔且恰好插入2支比色皿、背景为白色，沾色灰色分级卡： GB251-84《评定沾色用灰色样卡》中沾色灰色分级卡。

蒸馏水：使用前煮沸并冷却至常温。

(2)测定方法

按GB/T 5211.5方法测定。

2.1.3 颜料耐溶剂性

(1)实验仪器设备及材料

天平：感量0.001 g，试管：容量25 ml、带磨口塞，电动振荡器：震荡频率(280±5)次·min-1、振幅(40±2) mm，坩埚式玻璃滤器：5号、容量为30 ml，抽滤瓶：容量为125 ml，比色架：比色架有2孔且恰好插入2支比色皿、背景为白色，沾色灰色分级卡： GB251-84《评定沾色用灰色样卡》中沾色灰色分级卡。

溶剂：化学纯(乙醇)。

(2)测定方法

按GB/T 5211.9方法测定。

2.1.4 颜料水溶物

(1)实验仪器设备及材料

天平：精度0.001 g，单刻度容量瓶:容积250 ml，薄膜过滤器(砂芯漏斗)，蒸发皿:平底、玻璃、铂金、上秞瓷或硅石制、干燥至恒重，水浴蒸发器，烘箱：能维持温度(105±2) ℃，干燥器：内盛有效干燥剂。

(2)测定方法

按GB/T 5211.1方法测定。

2.1.5 颜料水萃取液电导率

(1)实验仪器设备及材料

高速离心机，电导仪：DDS-301A电导率仪，电导电极：电导池常数K约为1，烧杯：100 ml，温度计：最小分度为0.2 ℃，滤纸：慢速定量滤纸(直径12.5～18 cm，经纯水洗至滤出液电阻率大于2 000 Ω·m，电导率不高于0.5×10 μS·cm-1)。

所用的试剂均为分析纯，纯水：电阻率不低于2 500 Ω·m(电导率不高于0.4×10 μS/cm)，甲醇：电阻率不低于2 500 Ω·m(电导率不高于0.4×10 μS·cm-1)，氯化钾溶液：0.02 mol·L-1。

(2)测定方法

按GB/T 5211.1286方法测定。

2.2 色漆的硬度及光泽度对比

2.2.1 实验材料 中国生漆；中国及日本颜料各5种(表1)。

2.2.2 分析方法 配制色漆：将色漆涂在钢片上，自然晾干。利用硬度仪、光泽度仪分别测定色漆的硬度及光泽度。

3 结果与分析

3.1 在105 ℃的挥发物质

由图1可知，在105 ℃下，橘黄色颜料，中国颜料挥发物占0.32%，是日本颜料挥发物占比(0.10%)的3.2倍，中国颜料挥发物占比相对较多；蓝色颜料，中国颜料挥发物占比0.38%，低于日本颜料占比(0.91%)，日本颜料占比相对较大；黄色颜料[2]，中国颜料挥发物占比0.80%，高于日本颜料占比(0.10%)，日本颜料占比相对较小；白色颜料，中国颜料挥发物占比0.20%，低于日本颜料占比(0.36%)，日本颜料占比相对较大；红色颜料，中国颜料挥发物占比0.62%，低于日本颜料占比(0.86%)，日本颜料占比相对较大。总体来说，五种中日颜料在挥发物含量上表现出了显著性差异。

图1 105 ℃下不同颜料的挥发物质占比

3.2 耐水性

由表2可知，红色颜料的耐水性，中国颜料级别为4～5级，日本颜料为5级，都具有良好的耐水性，日本颜料耐水性最优；蓝色颜料[3]的耐水性，中国颜料级别为5级，日本颜料级别为4～5级，颜料耐水性都较为良好，中国蓝色颜料耐水性最好；白色颜料耐水性，中国颜料级别为4～5级，日本颜料级别为4～5级，两国颜料耐水性都为良好，相差不大；橘黄色颜料，中国颜料级别为4～5级，日本颜料为5级，都具有良好的耐水性，日本颜料耐水性相对更好；黄色颜料，中国颜料级别为4～5级，日本颜料为5级，都具有良好的耐水性，日本颜料耐水性相对更好。

表2 通过目测灰色分级卡评定颜料耐水性的级别

注：评定的沾色级别直接用以表示颜料的耐水性，最好为5级，最差为1级。沾色级别介于二级之间，以4 ～5 、3 ～ 4 、2 ～ 3 、1 ～ 2 表示。

总体来说，本实验五种中日颜料都具有良好的耐水性，未表现显著性差异。

3.3 耐溶剂性

由表3可知，红色颜料耐溶剂性，中国颜料级别为4级，日本颜料为4～5级，都具有良好的耐溶剂性，日本颜料耐溶剂性相对更好；蓝色颜料耐溶剂性，中国颜料级别为5级，日本颜料级别为5级，颜料耐溶剂性都最好；白色颜料[4]耐溶剂性，中国颜料为4～5级，日本颜料为5级，日本颜料耐溶剂性最好；橘黄色颜料，中国颜料为4～5级，日本颜料为5级，都具有良好的耐溶剂性，日本颜料耐溶剂性相对更好；黄色颜料，中国颜料为5级，日本颜料为4～5级，都具有良好的耐水性，中国颜料的耐溶剂性相对更好。

总体来说，本试验五种中日颜料都具有良好的耐溶剂性，未表现显著性差异。

表3 不同国家颜料耐溶剂性的级别

注：评定的沾色级别直接用以表示颜料的耐溶剂性，最好为5级，最差为1级。沾色级别介于二级之间，以4 ～5 、3 ～ 4 、2 ～ 3 、1 ～ 2 表示。

3.4 颜料水溶物

如图2所示，橘黄色颜料，中国颜料中水溶物质量占比为1.70%，高于日本颜料的水溶物质量占比(1.34%)，中国橘黄色颜料的水溶物较多；蓝色颜料，中国颜料水溶物质量占比为1.94%，低于日本颜料水溶物质量占比(2.35%)，日本蓝色颜料水溶物较多；黄色颜料，中国颜料水溶物质量质量占比为1.75%，高于日本颜料水溶物质量占比(1.19%)，中国黄色颜料和日本黄色颜料相差不大；白色颜料，中国颜料水溶物质量占比为6.24%，是日本颜料水溶物质量占比(1.20%)的5.2倍，中国白色颜料水溶物较多；红色颜料[5]，中国颜料水溶物质量占比为8.34%，是日本颜料水溶物质量占比(0.95%)8.8倍，中国红色颜料水溶物较多。中日两国白、红颜料水溶性物质占比差别较大，日本颜料明显优于中国颜料。

图2 不同国家颜料水溶物含量

3.5 水萃取液电导率

由表4看出，橘黄色、白色颜料，中国颜料电导率大于日本颜料，中国颜料疏水性更好，尤其是红色颜料，中国颜料电导率为3 240.0 μS·cm-1，是日本颜料电导率(123.0 μS·cm-1)的26.3倍，含有更多的离子；蓝色、黄色颜料，中国颜料水萃取液电导率小于日本颜料，疏水性相比于日本较差。

表4 不同国度颜料电导率

注：总溶解固体[6](Total dissolved solids，缩写TDS)，又称溶解性固体总量，指水中全部溶质的总量(mg·L-1)。TDS值越高，表示水中含有的杂质越多。总溶解固体包括无机物和有机物。一般可用电导率值大致了解溶液中的盐分，一般电导率越高，盐份越高，TDS越高。在无机物中，除溶解成离子状成分外，还可能呈分子状。由于天然水中所含的有机物以及呈分子状的无机物一般可以不考虑，所以一般也把含盐量称为总溶解固体。

3.6 中国与日本颜料配置的生漆硬度和光泽度

由表5可知，橘黄色色漆，中国颜料配制的色漆硬度与日本颜料配制的色漆硬度、光泽度差别都较小；蓝色色漆，中国颜料的色漆硬度大于日本颜料，差别较小，中国颜料的光泽度远远小于日本颜料；黄色色漆，中国颜料的色漆硬度与日本颜料相同，中国颜料的光泽度较小，但差别不大；白色和红色色漆，中国颜料的硬度远远高于日本颜料，光泽度远差于日本颜料，差别很大。

表5 利用不同国度颜料配置的生漆硬度和光泽度

总体来看，这5种颜色，中国颜料配制的色漆硬度高于或同于日本颜料配制的色漆，光泽度除黄色外，都差于日本颜料配制的色漆。中国颜料配制的色漆在硬度方面有优势，在光泽度方面有差距。

4 结论

中国和日本精制生漆使用颜料的指标，105 ℃挥发物占比，中日颜料之间差别较大，蓝色、白色、红色颜料挥发物占比日本颜料高于中国颜料，橘色、黄色颜料挥发物占比日本颜料低于中国颜料。颜料耐水性、耐溶剂性，中日颜料差异不大，都为良好；耐水性方面，红色、黄色、橘黄色颜料日本优于中国，蓝色颜料中国优于日本，白色颜料日本和中国相当；耐溶剂性方面，白色、橘黄色颜料日本优于中国，蓝色颜料日本和中国相当，黄色颜料中国优于日本，红色颜料日本优于中国或与中国相当。颜料水溶物含量，橘黄色、黄色，尤其是白色和红色颜料中国高于日本，蓝色颜料中国低于日本。水萃取液电导率方面，橘黄色、白色颜料，尤其是红色颜料中国颜料电导率大于日本颜料，蓝色、黄色颜料中国颜料小于日本颜料，疏水性相比于日本较差。中国颜料配制的色漆在硬度方面，除黄色颜料中国与日本相当外，其他颜色尤其是白色、红色颜料中国颜料大于日本颜料；在光泽度方面，除橘色、黄色颜料中国稍微小于日本外，其他颜色颜料中国都远远低于日本颜料，中国颜料在光泽度方面落后于日本。

参考文献:

[1] 张飞龙.中国生漆文明的起源[J].中国生漆，2010，29(2)：16-17.

[2] 蔡李鹏，祁晓婷，曹峰. 有机颜料黄的合成研究现状[J].化学与生物工程，2013(7)：10-12.

[3] 纪娟，张家峰.中国古代几种蓝色颜料的起源及发展历史[J].敦煌研究，2011(6)：109-114.

[4] 刘灵燕，孙传敏.硅灰石质白色颜料的研制[J].矿物学报，2001，21(3)：457-460.

[5] 严静，王丽琴.李立.北京颐和园古建筑上红色颜料的分析研究[J].分析科学学报，2010，26(3)：275-278.

[6] 李惠娣，杨天水.关于总溶解固体和矿化度的初步探讨[J].教育教学论坛，2016(44)：57-58.