涂料填料(一)

涂料填料（一）

产品简介：

填料是一类在介质中以“填充”为主要作用的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，也称体质颜料。填料干粉的外观大多为白色或浅灰色，一般其在介质中遮盖力、消色力均很低。通过在介质中加入填料，可有效改变介质中的非颜色性的物理和化学性质。填料不仅能保证涂料具有良好的遮盖力、丰富的色彩，还能赋予涂膜与施工各项其他特殊功效。作为涂料的填料必须对分散性、百度、颜色、遮盖力、着色力、吸油量、粒度分布、耐酸碱性、耐光性、耐候性及耐温性等根据用途进行规定。

作用：

填料在涂料中主要有两方面作用：一是“填充”作用，降低成本；而是通过加入填料改变涂膜或漆料的物理和化学性质。现代涂料技术更加重视填料的第二方面的作用，如通过选择不同种类和数量的填料，可有效改善涂料的贮存性能和施工性能，提高涂膜的机械强度、耐磨性、耐水性、抗紫外线性、隔热性和抗龟裂性等。

主要品种：

在涂料中使用的体质颜料主要品种有天然的碳酸钙、重晶石粉、石英粉、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石、白云石、凹凸棒土（含水硅酸镁铝）以及人工合成的轻质碳酸钙、沉淀硫酸钡、合成硅酸钙、硅铝酸钠等品种。

(一) 碳酸钙

碳酸钙是无臭、无味的白色粉末，是应用最广的填料之一，化学式CaCO3，分子量100.09.碳酸钙主要分为两大类。

沉淀碳酸钙（轻质）是指用化学方法合成的碳酸钙，其白度在90%左右，密度2.6g/cm3.重质碳酸钙是以天然方解石、石灰石、白垩、贝壳为原料，用机械的方法将其磨碎，并达到一定的细度。

碳酸钙品种沉降体积/

（mL/g）

吸油值/（mL/100g）比表面积/（/g）

沉淀碳酸钙（轻质） 2.4—3.360—905左右

普通重质碳酸钙 1.2—1.927左右1左右

重质微细碳酸钙 2.2—2.648左右 1.45—2.1

微细、超细碳酸钙 2.6—8.0150—30027—87

在涂料工业中，因碳酸钙具有价廉、无毒、色白、资源丰富、易于在配方中混合及性质较为稳定等优点，被大量用于填充剂。具体来说，用于底漆中，可增强底漆对于基层表面的沉积性和渗透性；用于厚漆中，可以使涂料增稠、加厚、起填充和补平作用；在半光或无光漆中，则是理想的消光填料；在金属防锈涂料中，碳酸钙水解能生成氢氧化钙，可与铁表面形成氢键而增强涂膜的附着力，还可以吸收H+；重质碳酸钙用在建筑涂料中，吸油量较低，对乳液需要量低，既可以降低乳胶漆的成本，又起骨架作用，增加涂膜厚度，提高机械强度、耐磨性等，因而成为乳胶漆中最常用的体质颜料。

纳米碳酸根具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点，随着纳米碳酸钙的粒子微细化，填料粒子表面的原子数目占整个总原子数目比例增大，是粒子表面的电子结构和晶体结构都发生变化，到了纳米级水平。纳米填料粒子会表现出常规粒子所没有的表面效应和小尺寸效应，具有一系列优良的理化性能。

将纳米碳酸钙添加到涂料中具有增强作用，并可提高涂料的透明性、触变性和流平性。同时，涂膜具有纳米粒子表面效应，形成屏蔽作用，从而达到抗紫外线老化的效果与提高涂料的机械强度等多种优点。

(二) 硫酸钡

硫酸钡的化学成分是BaSO4，天然产品成为重晶石粉，合成产品成为沉淀硫酸钡。它对光的吸收能力高，可以吸收X射线，外观是致密的白色粉末，密度较大，为4.3—4.5g/cm³，也有的资料认为在4.0—4.9之间。通常密度越大的体质颜料其折射率就越大，股硫酸钡的折射率也达到了1.63—1.65，表现出颜色较白，具有一定的遮盖力。

硫酸钡耐酸、耐光、耐热，熔点高达1580℃，不溶于水，吸油量低，天然产品吸油量在9g/100g左右，合成产品为10—15g/100g。

天然产品硫酸钡纯度为85%—95%，粒度较粗，粒度分布宽，一般为2.0—30μm。

合成产品硫酸钡纯度通常都大于97%，粒度小，分布均匀，一般在0.3μm到几微米之间。

重晶石粉在涂料工业中主要用于底漆中，利用它的低吸油量，耗漆量少，可制成厚膜底漆，填充性好、流平性好、不渗透性好，增加涂膜硬度和耐磨性。

合成硫酸钡性能要优于天然产品，其白度高，质地细腻，抗起霜，抗铁锈污染，是建筑涂料常用填料之一。其缺点是密度大，漆料易沉淀。

(三) 二氧化硅

二氧化硅的分子式是SiO2，是天然产品和人造产品两大类，主要成分都是二氧化硅，部分品种是含水二氧化硅。

优于天然产品的来源和合成路线的不同已形成系列产品，在外观和使用性能上有很多差异。在化学属性上都具有SiO2的特性，为白色粉末中性物质，化学稳定性较高，耐酸不耐碱，不溶于水，耐高温，但在物理状态上却有极大的差别。一般来讲，天然产品颗粒粗大，吸油量很低，颜色不够纯净，白色或近灰色，比较致密，质地硬，耐磨性强。

天然二氧化硅密度小，是体质颜料中折射率较低的品种，但比合成二氧化硅高，大

1.54g/cm³左右。合成产品颗粒一般较细，吸油量高，颜色白或略带蓝相，折射率较低，在1.45左右。

1) 天然无定形二氧化硅无定形是指非结晶形，颗粒大部分在4.μm以下，为细白粉末，密度2.65g/cm3，折射率1.54—1.55，吸油量29—31g/100g，熔点1704℃，pH为7.因其价廉和化学稳定性好，在涂料中广泛用于填料，如用于底漆、平光漆和地板漆等。

2) 天然结晶形二氧化硅天然结晶形二氧化硅即天然石英砂，经纯化、研磨和过筛制成。为白色粉末，吸油量24—36g/100g，密度2.65gcm3，折射率1.55，pH为7，粒径1.5—9.0μm。由于它色白、耐热、化学稳定性好，在涂料中不仅起到填充作用，而且涂料涂刷性及耐候性均好。粉状石英砂还大量用于真石漆和饰纹涂料中。

3) 天然硅藻土硅藻土为含水二氧化硅，水的数量不定，其分子式SiO2·nH2O。它是海生生物的遗骸，资源非常丰富。由于来源和制造方法不同，质量波动比较大，可由灰色粉末至细白粉末。其密度很小，为2g/cm3，质轻，颗粒蓬松，折射率相当低（1.42—1.48），颗粒较粗，粒径为4—12μm，具有多孔性，吸油量高达120—180g/100g。它的多孔性特点具有提高遮盖力的作用，主要用于平光涂料和厚质涂料中。

4) 沉淀法二氧化硅沉淀法二氧化硅的外观为白色无定形（非晶体）粉末，密度2g/cm3，吸油量110—160g/100g，折射率1.46，平均粒径0.02—0.11μm。其化学成分为SiO2·nH2O，其结合水含量通常为4.6%，具有吸湿性。产品中还有一定量的游离水分，在较高温度下灼烧可失去部分水分。在涂料工业中用于体质颜料、中性颜料，其稳定性好，但难以分散。

5) 合成气相二氧化硅合成气相二氧化硅又称白炭黑，是一种极纯的无定形二氧化硅，在不吸附水的情况下，其纯度超过98.8%。外观为带蓝相或白色松散粉末，密度2.2g/cm3，折射率1.45,。粒度极为微细，平均粒径为0.012μm，粒度范围0.004—0.17μm，由于颗粒细，比表面积可达50—350/g，吸油量高达280g/100g。化学稳定性强，除了氢氟酸和强碱外，不溶于所有溶剂。

气相二氧化硅比一般的二氧化硅性能优良。经表面处理后，按照用途不同形成系列产品，主要有疏水和憎水两大类。它主要用于黏结剂、涂料、制药、塑料、硅橡胶等行业。

气相二氧化硅在液体介质中呈现增稠性和触变性，在静止情况下形成一定的结构，从而