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硝基漆是以硝酸纖維素(硝化棉)為主要成膜物，并加入醇酸樹脂、增塑劑、顏料、溶劑等混合而成的一種揮發性快干涂料。它的應用始于1880年，距今已有100多年歷史。由于其干燥快、硬度高、戶外耐候性較好以及可打磨、上蠟拋光等優點而被廣泛用于汽車車身、機械設備、木器家具等流水線涂裝，20世紀50年代前發展極為迅速，50年代后，隨著涂料行業的發展，新配方、新工藝、新設備的應用，使硝基漆品種增加，質量提高，成為當時的高檔涂料之一。
但由于硝基漆中含有大量有機溶劑，產品固體含量低（40%左右），施工固體含量更低（20%左右），需多次反復噴涂才可得到滿意涂層，環境污染大，總成本高。另外，干燥速率太快，從而影響漆膜的流平性、外觀、光澤、豐滿度，所以進入80年代后，隨著環保呼聲的與日俱增，硝基漆也逐步處于萎縮狀態。
為發揮硝基漆的優勢，滿足社會需求，必須要對老產品進行改進，提高固體含量，減少環境污染，提高綜合性能，使之重現生機。
1、開發高固體分涂料的一般途徑
1.1成膜物低黏度化
為實現成膜物低黏度化，要降低成膜物的分子量。以氨基丙烯酸高固體分涂料為例，要交聯到和傳統氨基丙烯酸涂料相同的性能，不僅作為交聯劑的氨基樹脂的活性要大，且用量也要多一些。丙烯酸樹脂變成低聚物，就會產生低聚物分子中官能團數及分布問題。
無官能基的低聚物分子不能參加固化交聯，或殘留在涂膜中降低涂膜性能，或在烘烤固化中揮發，增加VOC量，不僅用氨基樹脂交聯的丙烯酸低聚物有這種情況，其他一些低聚物也有這種情況。
為防止這種傾向，主要手段是提高體系中官能基含量，但這也有一定限制。因為官能基具有極性，如羥基，提升它的濃度，低聚物極性增加，分子間的作用力增大，導致黏度上升。再者，官能基含量過高，會降低涂料貯存的穩定性，縮短雙包裝涂料體系的適用期。同時，官能基在分子骨架上排列過于集中，交聯固化涂膜內應力增大、涂膜有發脆趨勢。較好的措施是合成遙爪式低聚物，使直鏈或直鏈低聚物分子的鏈端帶官能基團，可將低聚物分子全部進入交聯膜中�？s水甘油醚／雙酚Ａ型環氧樹脂可以制成遙爪型低聚物，適用于高固體分涂料。
這些低聚物除官能基連在鏈端外，分子主鏈是較長的直鏈或連有支鏈，以減少分子極性和分子間作用力，降低黏度。這從原料選擇、配方設計、加料順序都要按獲得最低黏度和最好性能考慮。這幾種遙爪型低聚物都有其優良的性能，這為合成高固體分涂料的成膜物提供了一個新的思路與新的方法。
1.2對非成膜物的一般要求
目前推廣應用較多的中高固體分涂料，需要30％～40％的有機溶劑才會達到涂料施工黏度，應選擇溶解能力強、降低黏度效果好、毒性�。ɑ驘o毒性）、來源廣、成本低的有機溶劑作高固體分涂料的溶劑。
一般傳統型溶劑涂料適用的顏填料品種，都可用于高固體分涂料，多數顏填料應進行表面處理，以便達到滿意的應用效果。
助劑如顏料濕潤分散劑、防沉劑等仍需要采用，并要求助劑不能明顯增加體系黏度。高固體分涂料黏度低、濕膜厚、流動性大，特別需要合適的防流掛劑，以控制干燥前流掛與烘干過程中流掛，一般不明顯增加涂料的黏度。普通防流掛劑不大適用，要采用特效的防流掛劑，如堿性磺酸鈣凝膠、丙烯酸微凝膠等。
2、高固體分硝基漆原料選擇對性能的影響
2.1增塑劑對性能的影響
由于硝化棉分子鏈段上含大量的極性基團，分子間作用力很強，從而降低鏈的活動性，使Tg增高，所以其漆膜硬脆、附著力差。為克服這些缺點，需加入適量的增塑劑，以降低分子間的作用力。在硝基漆中經常使用的增塑劑有油脂型、溶劑型和聚合物樹脂型。
油脂型增塑劑（如蓖麻油）是靠機械外力與漆料混合在一起，與體系的相容性欠佳，久置易與體系分離，產生分層現象；或在受熱條件下與其它成膜物分離，形成“出汗”現象。所以配漆時，一般不要采用直接冷拼的方式，而是先將其加入到研磨介質中，通過研磨，以確保與顏填料充分混合均勻，提高增塑效果和體系的穩定性。
溶劑型增塑劑（如鄰苯二甲酸二異壬酯DINP）對硝化棉有一定的溶解力，增塑效果大，會大幅度地降低漆膜的抗張強度，過量時會使漆膜發黏。該類增塑劑有一定的揮發性，增塑持久性欠佳，漆膜會隨時間的推移而逐漸變脆。
這兩類增塑劑都屬于“外增塑”，其增塑機理是一方面通過小分子物質充塞于相鄰大分子鏈段之間，以增大其間距；另一方面是極性酯基與高聚物極性基團相互作用，減弱分子間的作用力，從而降低脆裂或折斷的趨勢。
這兩類物質增塑持久性欠佳，并且都不能過量使用，否則會大幅度降低漆膜抗張強度、硬度、耐熱性、耐候性等綜合性能，使漆膜變得“軟而無力”。
樹脂型增塑劑是一種分子鏈長且柔的高分子聚合物，將這些含柔性分子鏈的聚合物加入到體系中，能推開相鄰分子鏈的相互纏繞，使體系中的各個分子鏈段更易于運動，故稱之為“內增塑”。內增塑劑能參與體系成膜，增強漆膜的耐候性、耐水性、柔韌性、光澤等綜合性能。
2.2松香或改性松香酯對性能的影響
單獨使用硝化棉制成的涂料固體含量低、光澤低、硬度大、附著力很差，達不到技術要求，為此，在制漆時需加入一些混容性好的樹脂加以改性。
使用松香改性的高固體分醇酸樹脂，具有樹脂黏度低、涂膜豐滿度好、光澤高、易打磨等優點。也可用順酐改性松香甘油硬樹脂或淺色石油樹脂，將其冷拼到硝基漆中，以提高固體分、光澤、豐滿度。由于每種樹脂相對分子質量及結構不同，故以松香改性高固體分醇酸樹脂的綜合性能最好，順酐改性松香甘油脂次之，石油樹脂性能最差，遇冷脆裂，遇熱軟化發黏。
2.3多元醇對性能的影響
在高固體分醇酸樹脂中常用的二元醇有乙二醇、一縮二乙二醇、新戊二醇等。乙二醇分子鏈太短，柔韌性欠佳；新戊二醇分子式為HOCH2C(CH3)2CH2OH有2個對稱性的—CH3，漆膜更加柔韌，耐候性增強；一縮二乙二醇中含—C—O—C—，使聚合物主鏈上含醚鍵，漆膜更易失光、發霧，耐水及耐候性降低。
2.4有機溶劑對性能的影響
溶劑在涂料中的作用往往不被人們所重視，認為它是揮發分，最后總是揮發掉而不存留在涂膜中，所以對涂料的質量不會有很大影響，其實不然。各種溶劑的溶解力及揮發率等因素對于涂料在生產、貯藏、施工及涂膜光澤、附著力、表面狀態等多方面性能都有極大的影響。
各種樹脂及溶劑都有其分子構型，因極性基團的種類、數量、分子鏈長短等不同而具有不同的性質。根據“相似相容”原理，硝化棉的分子具有較強的極性，所以能溶于酮、酯等強極性溶劑，而不溶于烴類的非極性溶劑。高固體分醇酸樹脂含大量酯基、羧基和羥基，分子鏈較長，能溶于多種有機溶劑。溶劑溶解力強，樹脂表觀黏度就低，固體含量就高。在硝基漆中，常用溶劑的溶解力強弱為：丙酮>環己酮>乙二醇乙醚乙酸酯>醋酸丁酯>醋酸乙酯>>丁醇>乙醇>>甲苯>二甲苯>>石油溶劑或芳烴溶劑油。另外，溶劑揮發太快，桔皮嚴重，從而影響涂膜性能。為保證涂料高固體低黏度及綜合性能好，并考慮到經濟效益，最好使用混合溶劑，應盡力做到溶解力強而揮發稍慢，以使之在整個干燥過程中，始終有真溶劑存在，從而保證涂膜的光澤及流平性，防止發白現象。
3、高固體分涂料存在的問題和解決辦法
因為高固體分涂料在噴涂時，溶劑揮發速率較普通溶劑型涂料低，另外，由于低黏度的多元醇組分的官能度較低，玻璃化溫度也低，因此，相對中等固體含量的涂料來說，涂膜干燥時間更長一些。為了加快干燥速率，需加入催化劑，如DBTL，但催化劑的加入，又縮短了施工期限，所以在施工過程中容易出現縮孔和流掛等現象，在配方設計和涂料施工中要采取防治措施，盡量避免這些問題的出現。
3.1縮孔的防治
高固體分涂料中的大多數低聚物都需要比較高的官能團含量，同時采用較高極性和高表面張力的溶劑以獲得低黏度，所以涂料的表面張力比傳統溶劑型涂料高，涂膜產生縮孔的弊病比傳統涂料的涂膜要多。解決這些弊病的方法：一是在配方設計時添加調整表面張力的助劑（流平劑）使高固體分涂料的表面張力接近同類傳統涂料的表面張力；二是施工高固體分涂料時，對被涂底材進行嚴格的表面處理。
3.2流掛的防治
高固體分涂料的施工黏度較小，因為流掛速率和黏度成反比，因此施工后其濕膜黏度較小，而且干燥較慢，故比傳統涂料的濕膜更易產生流掛。可采用2種方法有效防治：一是加入防流掛劑，如堿性磺酸鈣凝膠、丙烯酸微凝膠等。如在丙烯酸涂料中添加5%的丙烯酸微凝膠，可使相對分子質量低的涂膜的厚度大大提高而不產生流掛；二是采用熱噴涂技術，特別是雙組分噴涂設備，在施工前，將涂料加熱至40～50℃，加熱的目的是降低黏度，而不采用稀釋劑來降低黏度，這樣有益于降低VOC。
4、結語
使用固體含量在60%以上，施工時固體含量在40%以上的高固體分硝基漆，在施工時，一次成膜較厚（相當于傳統硝基漆涂布2～3遍的厚度），從而減少施工遍數和有機溶劑的揮發，降低環境污染，提高工作效率和經濟效益。
其實，提高固體含量的方法還有多種，總結如下：
a.選用較低黏度的硝化棉或片狀硝酸纖維素，在同等條件下，其黏度較低，適于生產低黏度高固體分硝基漆。
b.選用低黏度高固體分醇酸樹脂或其它樹脂，使樹脂的固體含量達到80%以上。
c.調整硝化棉和軟性樹脂的比例。
d.選擇強溶解力的溶劑，降低產品黏度；選擇無苯類溶劑，減少環境污染。
e.選擇適當的助劑，降低黏度。
f.對硝化棉進行接枝共聚，減少極性基團數，降低分子間作用力，同時，接枝上的長鏈能推開分子間相互纏繞，使其自身成為具有內增塑作用的改性硝化棉，降低黏度，提高綜合性能。
g.用超支化聚合物制備高性能、高固體分涂料，由于其分子鏈高度支化，分子鏈內無纏繞，所以表現出很低的黏度。通過對老產品的改進，相信硝基漆會跟上時代的步伐，重新煥發出新的活力。
