中國(guó)粉體網(wǎng)訊 眾所周知，涂料主要是由樹(shù)脂、顏填料、助劑及溶劑組成的混合物體系。其中，樹(shù)脂和顏填料通常占據(jù)涂料配方中較高的比例。樹(shù)脂即成膜物質(zhì)，是將顏填料結(jié)合在一起，并在底材上形成均勻致密的涂膜，經(jīng)固化后形成涂層。那顏填料在涂料中究竟有什么作用呢？常用碳酸鹽和硅酸鹽礦物填料又該如何選擇？

1、顏填料在涂料中不可或缺

顏填料最基本的功能則是賦予涂膜一定的色彩、遮蓋力、化學(xué)耐性及機(jī)械性能。無(wú)機(jī)填料又稱(chēng)體質(zhì)顏料，由于折射率與成膜物質(zhì)相近，不具有著色顏料的著色力和遮蓋能力，但可以通過(guò)填充增加涂膜的厚度，在涂料中起骨架作用，使得涂膜豐滿(mǎn)厚實(shí)，也因此能夠降低涂料生產(chǎn)的成本。

填料可以調(diào)節(jié)涂料的流變性能，如增稠、防沉降等，也可以改善涂膜的機(jī)械強(qiáng)度，如提高耐磨性和耐久性。填料還能夠調(diào)節(jié)涂料的光學(xué)性能，改變涂膜的外觀，如消光等。此外，一些特定形狀的填料可以有效地阻擋光線(xiàn)的穿透，提高涂料的耐候性，延長(zhǎng)涂膜的使用壽命。

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷革新，填料在涂料領(lǐng)域的使用已不再是以成本為主要的考慮因素，功能性填料的開(kāi)發(fā)與使用對(duì)于提高涂料的性能至關(guān)重要。

2、碳酸鹽VS硅酸鹽顏填料適用于不同涂料

在涂料應(yīng)用領(lǐng)域，根據(jù)不同的礦物學(xué)特征及基本化學(xué)組成，填料大致可以分為碳酸鹽、硅酸鹽、二氧化硅、硫酸鋇以及氫氧化鋁5種類(lèi)型。

（1）碳酸鹽

涂料中用的碳酸鹽類(lèi)型填料主要以碳酸鈣為主，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)（納米）碳酸鈣。重質(zhì)碳酸鈣廉價(jià)、易得，白度好、吸油量較低、比重適中、分散性好；輕質(zhì)（納米）碳酸鈣在涂料中既可以作為優(yōu)質(zhì)增白的顏料，降低成本，也可提高涂料的功能性。

碳酸鈣已成為涂料工業(yè)中最主要的功能性填充料，被廣泛的應(yīng)用于乳膠漆、防水涂料、防腐涂料、地坪漆、木器漆以及粉末涂料等眾多細(xì)分領(lǐng)域。

有研究者指出，由不同原礦加工生產(chǎn)得到的重質(zhì)碳酸鈣由于存在純度、顆粒致密性、堆積密度等區(qū)別，因此應(yīng)用在涂料中其遮蓋力、耐洗刷、光澤度、加工流動(dòng)性以及穩(wěn)定性等都有所區(qū)別。一般而言，以白云石為原礦生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣最適合用于乳膠漆、粉末涂料、防水涂料等領(lǐng)域中，其遮蓋、耐洗刷以及加工流動(dòng)性、光澤等性能優(yōu)于其它產(chǎn)品；而以方解石為原礦生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣適合用于無(wú)機(jī)涂料、木器漆、地坪漆等領(lǐng)域中，能有效改善產(chǎn)品的穩(wěn)定性、打磨性以及防沉等性能。

徐永華等研究了碳酸鈣（不同礦產(chǎn)地的不同種類(lèi)原礦）的純度、細(xì)度等對(duì)無(wú)機(jī)內(nèi)墻涂料穩(wěn)定性、耐洗刷、抗開(kāi)裂、遮蓋力等各項(xiàng)性能的影響。結(jié)果顯示，以白云石為原礦生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣，其在無(wú)機(jī)內(nèi)墻涂料中的穩(wěn)定性較差，不宜應(yīng)用在該體系中，而以方解石為原礦生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣在無(wú)機(jī)內(nèi)墻涂料中穩(wěn)定性較好。在不同細(xì)度的碳酸鈣對(duì)比中，1250目碳酸鈣的耐洗刷、抗開(kāi)裂等各項(xiàng)性能均為最優(yōu)。

輕質(zhì)（納米）碳酸鈣在涂料中不僅可以作為優(yōu)質(zhì)增白的顏料，降低成本，提高涂料油漆的光澤度、干燥性和遮蓋力及賦予涂料透明、穩(wěn)定、快干等特性，還具有明顯的補(bǔ)強(qiáng)作用。汽車(chē)涂料、粉末涂料及建筑涂料中，可以部分或全部替代價(jià)格昂貴的鈦白粉。例如，輕質(zhì)碳酸鈣可用于水性?xún)?nèi)墻涂料可有效改善涂料的存儲(chǔ)懸浮性和干遮蓋力；粒徑小于80nm的納米碳酸鈣因具有良好的觸變性而應(yīng)用于汽車(chē)底盤(pán)PVC防石擊涂料及面漆。

（2）硅酸鹽

硅酸鹽中硅-氧骨架主要有層狀、架狀和針狀三種結(jié)構(gòu)。其中層狀硅酸鹽類(lèi)礦物填料主要有滑石粉、云母粉以及高嶺土。

在工業(yè)涂料領(lǐng)域，尤其是底漆中，滑石粉的引入可以提高涂膜的防腐蝕性能及抗裂性能，并且能夠提高附著力以及打磨性，還能起到防沉和防流掛的作用。

云母粉在涂料中的水平排列可阻止紫外線(xiàn)的輻射而保護(hù)涂膜，還可防止水分穿透。在建筑涂料中，云母粉的引入能夠提高涂膜的抗裂性及提高耐洗刷性能。煅燒高嶺土在涂料中具有良好的抗沉降作用，分散、懸浮性能好，同時(shí)使得涂料具有良好的流平性、耐洗刷性和耐候性。

高嶺土能夠提供涂料的結(jié)構(gòu)性黏度，對(duì)于抗流掛和貯存穩(wěn)定性有利，并且還能用于增強(qiáng)涂膜的遮蓋力。此外，層狀結(jié)構(gòu)的填料還能夠提高涂膜的抗彎曲強(qiáng)度和內(nèi)應(yīng)力，防止涂膜由于彎曲或基材膨脹變形導(dǎo)致涂層出現(xiàn)龜裂。

長(zhǎng)石粉為典型的架狀結(jié)構(gòu)的礦物填料，根據(jù)陽(yáng)離子的不同，長(zhǎng)石粉主要存在鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石3種形式。相比于球形或者普通的塊狀填料，能夠形成更為致密的涂膜，賦予涂膜高耐磨性及刮擦性，提高涂膜的防腐性能。

硅灰石化學(xué)成分為偏硅酸鈣，其長(zhǎng)度為直徑的13～15倍，是典型的針狀結(jié)構(gòu)。硅灰石能夠增加白色涂料明亮的色調(diào)，在不使涂料白度和遮蓋力下降的條件下，可以取代部分鈦白粉。硅灰石還可以改善涂料的流平性，也可作為涂料良好的懸浮劑。硅灰石應(yīng)用于底漆中能夠提供防腐蝕性能，并能夠提高耐刮擦、抗龜裂性能。

二氧化硅在自然界中的存在也極為廣泛，主要可以分為天然和人工兩大類(lèi)。天然產(chǎn)品包括結(jié)晶型二氧化硅，即石英砂，主要用于建筑真石漆的制備中。還有無(wú)定型的天然二氧化硅，即硅藻土，由于其較低的密度和多孔性，常用在內(nèi)墻涂料中起到吸收和消除異味的作用。

沉淀二氧化硅具有較高的消光率、較小的粒徑及適宜的遮蓋力，常被用于涂料中做消光劑用，其適用的涂料種類(lèi)十分的廣泛，適用的涂料品種有水性和溶劑型木器涂料、高固體分涂料、酸催化涂料、建筑涂料、電沉積底涂料、織物涂料、乙烯涂料、軍器涂料、墻紙涂料、聚氯乙烯塑料涂料等。

根據(jù)應(yīng)用方向的不同，對(duì)沉淀二氧化硅消光劑的要求也有所不同。目前國(guó)內(nèi)外二氧化硅消光劑的發(fā)展主要涉及五個(gè)方向，即大孔容、易分散、高透明性、低粉塵及表面改性的多樣化。

結(jié)語(yǔ)

涂料工業(yè)可選擇的顏填料種類(lèi)眾多，非金屬礦物填料方面，部分材料的化學(xué)成分“類(lèi)而不同”應(yīng)用到復(fù)雜的涂料體系中需要科學(xué)選用和搭配。礦物填料性質(zhì)天生注定，它也要選一個(gè)適合“自己”的涂料。

參考文獻(xiàn)：

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徐永華，等：不同重質(zhì)碳酸鈣在無(wú)機(jī)內(nèi)墻涂料中的應(yīng)用對(duì)比研究，江西廣源化工有限責(zé)任公司

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（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）

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