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无机填料在涂料中的应用特性总结

一、无机填料概述

涂料是一种呈现流动状态或可液化之固体粉末状态或厚浆状态的，能均匀涂覆而且能牢固地附着在被涂物体表面，并对被涂物体起到装饰作用、爱惜作用及特殊作用，或几种作用兼而有之的成膜物质。

涂料产品除油漆之外，还包括了利用各类合成树脂、乳液等为要紧原料生产的溶剂型涂料、乳胶型涂料、水溶性涂料、粉末状涂料等。

涂料中的无机填料又称体质颜料，有时也称颜料增量剂，可分为非功能性填料和功能性填料。前者要紧起增量作用，以降低涂料的原材料本钱；后者除具有增量作用外，还具有改良涂料或涂膜的某些性能的功能，如操纵流变性、改良附着力、操纵光泽、提高遮盖力、避免侵蚀和优化颜料积浓度等。

涂料是无机填料的要紧用户之一，目前世界上涂料产量约2300万吨/年，共消费填料约600万吨/年。我国已成为世界上的涂料生产大国之一，目前生产的涂料约300万吨/年，大约消耗无机填料80万～100万吨/年。

二、填料在涂料中的功能和要求

涂料中的填料（体质颜料），一般是白色或稍带颜色的，折射率小于的一类颜料。它具有涂料用颜料的大体物理和化学性能，但由于折射率与成膜物质相近，因此在涂料中是透明的，不具有着色颜料的着色力和遮盖能力，是涂料中不可缺少的一种颜料。由于填料绝大多数来自天然矿石加工产品，其化学稳固、耐磨、耐水等特性好，且价钱低廉，在涂料中起骨架作用。通过填充增加涂膜的厚度，改善涂膜力学性能，并能起耐久、防侵蚀、隔热、消光等作用。另一方面把它作为降低涂料制造本钱的一种途径，利用其价廉、价钱远远低于彩颜料，在知足漆膜遮盖力的前提下，适当添加体质颜料来补充彩色颜料在漆中应有的体积。

涂料中利用填料，降低本钱不是唯一作用。填料所起的要紧作用与功能是：1）在涂料中起骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜饱满坚实；

调剂涂料的流变性能，如增稠、防沉淀等；

改善漆膜的机械强度，如提高耐磨性和耐久性；

调剂涂料的光学性能，改变涂膜的外观，如消光等；

成膜物质发生化学反映，使之成一个整体，使涂膜能有效地阻挡光线的穿透，提高其耐水性和耐候性，延长涂膜的利用寿命；6）作为涂料中的填充剂，减少树脂用量，降低生产本钱；

对涂膜的化学性能起辅助作用，如增强防锈、抗湿、阻燃性等。

不同的涂料品种和品级对填料的技术要求是不一样的，但对涂料用填料的一样要求如下。

白度应高，专门是在对涂膜颜色要求很高的涂料中，白度一样要求在90%以上。

易分散，这不仅有利于降低涂料生产时研磨分散的能耗和时刻，更重要的是有利于涂料性能的发挥，因为填料和颜料的分散好坏，对涂膜性能（光泽、颜色、耐久性等）有直接的阻碍。

要有较低的吸油性，吸油值低才能提高涂料的临界颜料体积浓度（CPVC）,节约树脂基料，才能适应符合环保要求的现代高固体分涂料的要求，才能制备出含量更高的预分散填料浆，才能与吸油值日趋降低的颜料（专门是钛白粉）相配套。涂料经常使用非金属矿物填料的吸油值如表所示

表涂料经常使用非金属矿物填料的吸油值/(g/100g)

填料

填料

吸油值

填料

吸油值

重晶石粉

8～15

含碳酸钙滑

39～42

白垩粉

12～22

石粉

45～90

晶体碳酸钙

10～22

云母粉

14～25

白云石粉

10～22

石英粉

60～100

高岭土

30～60

硅藻土

35～72

纤维状滑石

37～42

片状滑石粉

粉

应当有确信的粒度和窄的粒度散布，筛余物应尽可能低，此刻涂料要求填料在许多应用领域里具有微细化乃至超细化的粒径，如此才能发挥它在涂料中的空间位隔作用，使涂膜中的颜料粒子均匀散布，从而最大限度地发挥颜料的遮盖（如钛白粉）、着色（如彩色颜料）和防锈（如防锈颜料）等潜力，起到部份替代颜料的作用。13）能使涂料具有良好的流变性（流动性、流平性、悬浮性、增稠性等），使涂料在贮存时不沉淀，便于施工成膜，形成滑腻平整的涂膜。14）应与涂料中的基料、颜料和其他添加剂有良好的相容性但同时也应有必然的惰性，不与上述成份发生化学反映。15）具有适宜的比表面积，因为它阻碍着涂料的黏度、流变性、分散稳固性、沉降性和吸油量等。