中國粉體網訊  中國涂料行業“十四五”發展規劃中指出，我國涂料行業的基礎研究要在涂料應用基礎理論、新型原材料、先進裝備與自動化技術、涂層評估技術等領域，增強已有優勢，培植新優勢，取得一批達到國際先進水平的標志性成果，使涂料行業基礎研究整體水平有較大提升。

©Cao Yun Zhong /Cnpowder.com.cn

上海工程技術大學/迷涂新材料技術(上海)有限公司總經理，上海工程技術大學化學與化工學院客座教授周建龍先生

其中，重點指出在新型原料方面，涂料行業的發展強烈依賴涂料原材料工業的發展。涂料發展方向的綠色化、長效化、功能化需要不斷開發新型的樹脂、顏填料、助劑和環境友好型溶劑。關鍵核心原材料的國產化是涂料創新發展的重要基礎。2021年6月29-30日，由中國粉體網主辦的“2021全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會”在安徽池州隆重召開。會議圍繞“精細加工 高值應用”，開展產、學、研合作，共同推動行業發展。

會議期間，中國粉體網邀請了上海工程技術大學/迷涂新材料技術(上海)有限公司總經理，上海工程技術大學化學與化工學院客座教授周建龍先生作了《重質碳酸鈣在涂料中的應用研究 》專題報告，為眾多涂料行業的參會者分享了重質碳酸鈣的應用技術，以碳酸鈣為案例探討了中國涂料行業“十四五”發展規劃中重點提到的新型原料問題。在此，再次感謝周建龍教授同眾多與會專家共同出席2021全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會并促進大會成功舉辦。

以下內容，為會議期間由中國粉體網專訪周建龍教授相關內容。采訪期間，周建龍教授就重質碳酸鈣在涂料領域的發展和應用問題表達自己的觀點，現與大家分享。

粉體網：周教授，您好。您作為迷涂新材料技術(上海)有限公司總經理，又是上海工程技術大學化學與化工學院客座教授，還曾出任過十幾家涂料企業總經理、顧問，兼任過各種涂料協會的秘書長等職務，在涂料行業可以稱得上是名副其實的專家。現在想請您分析一下涂料對填料市場的需要情況是怎樣的?重質碳酸鈣作為涂料填料性能上有何特點或優勢?

周建龍教授：現代涂料工業的發展正快速朝著功能化、高裝飾性、環保與低成本化方向發展，填料作為涂料中的重要輔助成膜物質，占有極大的比例，對于涂料配方的設計起著重要作用。填料在涂料中主要的作用有兩方面：一是填充作用，降低成本，因此在涂料配方設計中，填料通常被當作低成本的原料添加到涂料中，以提高涂料的固含量；二是通過加入填料改變涂膜或漆料的物理和化學性質。隨著涂料技術的發展，填料除了作為填料降低涂料成本外，還可改善或調節涂料各方面的性能，如光澤、遮蓋力、流動性、流平性、耐久性、膜牢固性、透氣性和流變性等。現代涂料技術更加重視填料的第二方面也就是功能性方面的作用，如選擇不同種類和數量的填料，可有效改善涂料的貯存性能和施工性能，提高涂膜的機械強度、耐磨性、耐水性、防火、抗紫外線性、隔熱性和抗龜裂等。與顏料相比，大部分填料具有成本低、吸油量低和較易分散等優點。所以，要獲得性價比高的涂料產品，顏填料性能的研究、改進與發展必不可少。

重質碳酸鈣作為涂料填料，性能上有一系列的優勢：白度高、純度好、色相柔和及化學成分穩定;增加產品的體積，起一種骨架作用，降低生產成本;在厚漿漆中，重質碳酸鈣可以使涂料增稠、加厚，起填充和補平作用;增加涂膜厚度上粉率和噴涂面積，提高涂層耐磨性和耐久性;改善涂料的流動性及涂膜的物理力學性能;半光漆和無光漆產品，一般可直接加入重質碳酸鈣配制，無須加消光劑，節約成本;功能化改性可以改善吸油值、與有機高分子的相容性等特性;碳酸鈣是堿性物質，在水基涂料中可起到緩沖劑作用，在混凝土表面涂裝有一定防護作用；可提高漆膜的強度、耐水性、干性、耐擦洗性;多項指標都接近沉淀硫酸鋇，可以在多種涂料中部分或全部替代硫酸鋇，從而降低成本。

粉體網：周教授，請問目前重質碳酸鈣在工業涂料中的應用情況如何?細分應用有哪些分類和趨勢?

周建龍教授：就碳酸鈣行業而言，重質碳酸鈣由方解石經粉碎制得，價格便宜，在工業涂料中分為兩類：I類為普通涂料工業用重質碳酸鈣;II類為經表面處理的涂料工業用重質碳酸鈣。每類按照細度分為8種型號。涂料行業更多按行業、材質或主要成膜物質細分應用領域，比如金屬涂料、木器涂料、混凝土表面用涂料、粉末涂料、塑膠涂料、玻璃涂料等等。重質碳酸鈣在金屬涂料如鋼結構表面用涂料、軌道交通用涂料、汽車涂料、木器涂料、粉末涂料等涂料類型中常使用。

隨著填料精制技術的發展，填料經過改性和精制，就具有許多重要的特性。 比起化學特性而言，物理特性對涂料中填料的影響更大，如粒徑和粒子形狀、吸油量、密度和表面處理或煅燒的效果。填料的粒徑可以從小于0.1μm 到超過3,000μm，但通常用到的填料粒徑均在 0.2 ~ 20μm 內。超細填料有較高的表面積，吸油量也非常高，會影響涂料的干遮蓋力、光澤等多種特性。因此，從趨勢上，填料改性類產品應用會逐步增加，以賦予更多的功能性。

粉體網：周教授，重質碳酸鈣在建筑涂料中應用范圍如何?建筑涂料重質碳酸鈣產品有哪些指標要求?

周建龍教授：重鈣在內外墻中也有應用，但在這種情況更多用輕鈣，這是因為內外墻為混凝土結構，重鈣在乳膠漆中使用易沉降，粒度比輕鈣大，吸油量比輕鈣低，輕鈣有更大的堆積體積，性價比更優，通常可以將重鈣與輕鈣搭配使用，發揮各自的優點。

建筑涂料中重鈣的作用：

(1)作為體質顏料，具有填充作用，使之細膩、均勻、白度高。

(2)具有一定的干遮蓋力，一般使用超細產品，當其粒徑與鈦白粉粒徑接近時，可提高鈦白粉的遮蓋效果。

(3)可提高漆膜的強度、耐水性、干性、耐擦洗性。

(4)改善保色性。

(5)降低成本，使用量為10%~50%。

缺點：密度大、易沉淀，使用量不宜過大。在建筑涂料中，最主要的標準是內外墻標準，更多是關于涂料的性能標準，和重鈣有關的多半在于影響涂料性能的主要指標，如對比率、耐堿性、耐洗刷性、施工性等。一般而言，重鈣的白度、D50和D97粒度、吸油值、重金屬含量等都是建筑涂料中對重鈣所關注的方面。

粉體網：周教授，目前涂料用重質碳酸鈣的生產有哪些重要技術問題需要解決?涂料生產企業對重鈣是否存在一些比較迫切的需求?

周建龍教授：重鈣粉添加于涂料,在生產過程中應注意的問題。

1絮凝

當用純溶劑或高濃度的漆料調稀重鈣粉分散體時，容易發生絮凝;其原因在于調稀過程中，純溶劑可從原重鈣粉漿料中提出樹脂，使重鈣粉保護層上的樹脂部分為溶劑取代，穩定性下降，當用高濃度漆料調稀時，因為有溶劑、成膜助劑的提取過程，使原涂料中重鈣粉濃度局部大增加，從而增加絮凝的可能。

2配料后漆漿增稠

水性涂料生產中，會在配料后或砂磨分散過程遇到漆漿增稠的現象。其原因，一是重鈣粉由于加工或貯存的原因，含水量過高，在涂料中出現了假稠現象，二是重鈣粉中的水溶鹽含量過高，或含有其它堿性雜質，它與涂料混合后，脂肪酸與堿反應生成皂而導致增稠。

解決方法：增稠現象較輕時，加少量溶劑，或補加適量主體樹脂。增稠情況嚴重時，如原因是水分過高，可加入少量乙醇等醇類物質。如是堿性物質所造成的，可加入少量亞麻油酸或其它有機酸進行中和。

3細度不易分散

研磨鈣粉漿料時細度不易分散的原因主要有以下幾點。

3.1.鈣粉細度大于涂料要求的細度。如原始顆粒大于涂料細度的標準，解決辦法是，先將鈣粉進一步粉碎加工，使其達到涂料細度的要求。此時，單純通過研磨分散解決不了鈣粉原始顆粒的細度問題。

3.2鈣粉顆粒聚集緊密難以分散，且易沉淀。解決辦法是，分散過程中不要停配料罐攪拌機，砂磨分散時快速進料過磨，經過砂磨機過一遍后，再正常進料，二次分散作業，此外還可以對鈣粉進行表面處理，提高鈣粉的分散性能，也可加入分散劑，提高分散效率。

3.3在貯存中變膠。某些鈣粉容易造成涂料貯存中變膠，解決方法，可采用冷存稀漿法，即配鈣粉漿料研磨后，立即倒入冷漆料中攪拌，同時加去離子水稀釋攪勻。

3.4細度不合格。細度不合格的主要原因有：研磨鈣粉漿料細度不合格，調漆工序驗收不嚴格;漆料的細度不合格，調漆罐沒刷洗干凈，沒放稀料或樹脂混溶性不好。

3.5沉淀。由于雜質或不溶性物質的存在，涂料中的重鈣粉出現沉底的現象叫沉淀。產生的原因主要有：色漆組分粘度小，稀料用量過大，樹脂含量少;重鈣粉相對密度大，顆粒過粗;稀釋劑使用不當;貯存時間長。可以加入適量的硬脂酸鋁或有機膨潤土等涂料常用的防沉劑，提高重鈣粉的研磨細度避免沉淀。

3.6發脹。重鈣粉漿料在研磨過程中，漿料一旦靜置下來就呈現膠凍狀，而一經攪拌又稀下來的現象稱為發脹。這種現象主要發生在羧基分子中，產生羧基組分發脹的原因主要有：羧基樹脂pH值偏低，采用了與重鈣粉相沖的其他堿性填料，兩者發生皂化反應使色漿發脹，聚合度高的羧基樹脂會使一些活動顏料結成的粒子團而顯現發脹。可以用三輥機對發脹的重鈣粉漿料再研磨，使絮凝的鈣粉漿料重新分散;在研磨料中加入適量的乙醇胺類，能消除因水而引起的發脹。

3.7變色。在貯存過程中由于某些原因顏色發生變化的現象叫變色。這種現象主要發生在羧基組分中，其原因有：羧基組分PH值偏低，與包裝鐵桶和重鈣粉發生化學反應;重鈣粉與其他填料之間發生化學反應，改變了原來涂料的固有顯色;填料之間相對密度相差大，填料分層造成組分色相不一致。可以通過選用高pH值羧基樹脂，最好是中性樹脂避免變色;在重鈣粉的選用上須考慮它們與其它組分不發生反應。

3.8結皮。添加了重鈣粉的水性涂料，容易在貯存中表層結出一層硬結的漆膜的現象。產生的原因有：涂料包裝桶的桶蓋不嚴;催干劑的用量過多。可加入防結皮劑丁酮肟以及生產時嚴格控制催干劑的用量解決。

重鈣由于價格便宜，在生產中常常大量使用，生產中需要發揮重鈣的各種特性，關鍵是解決以上各種問題，為生產中更大范圍使用重鈣服務。

粉體網：周教授，依照目前重質碳酸鈣的發展情況來看，未來重鈣在涂料行業發展前景如何?需要哪些技術突破來拓寬應用價值呢?

周建龍教授：未來重鈣在涂料行業發展前景一片大好，功能化改性、規模化、超細化、環保化、應用多元化是其方向。涂料是應用科學，生產重鈣的原材料企業需要與涂料企業的技術人員多溝通，大幅增加原材料的應用，用數據說話贏得客戶，從而能夠不斷拓寬其應用領域。具體而言，重鈣超細化會讓涂料表面更加精細化，裝飾效果更佳，價格會更高，由于吸油量增加，需要更多的樹脂平衡配方，但表面觀感更強，可以用于對表面要求更高的場合。表面的功能化改性會賦予產品更多性能，不僅可以提高重鈣用量，同時一定情況下可能反而降低涂料整體成本，這都需要在目前的技術上突破。

粉體網：非常感謝周教授的分享。